Elaborado por: Br. Altuve Yesenia Br. Ramirez Vanesa
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DE CARABOBO
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
PROPUESTA DE NORMAS TÉCNICAS PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS FÍSICO-QUÍMICO EN PLANTAS DE TRATAMIENTO D E
AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES
Valencia, Junio 2011
Elaborado por: Br. Altuve Yesenia Br. Ramirez Vanesa
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DE CARABOBO
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
PROPUESTA DE NORMAS TÉCNICAS PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS FÍSICO-QUÍMICO EN PLANTAS DE TRATAMIENTO D E
AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES
Trabajo Especial de Grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniero Civil
Valencia, Junio 2011
Tutor académico: Tulio Pottella
Tutor metodológico: Mariela Aular
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DE CARABOBO
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
Certificado de Aprobación
Los abajo firmantes miembros del jurado examinador para estudiar el trabajo Especial de Grado titulado: “PROPUESTA DE NORMAS TÉCNICAS PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS FÍSICO-QUÍMICO EN PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES”, presentado por los bachilleres: Altuve Yesenia , C.I. 18.084.341; Ramirez Vanesa Carolina C.I. 17.954.967; para optar al Título de: Ingeniero Civil, estimamos que el mismo reúne los requisitos y meritos suficientes para ser aprobado en nombre la Universidad de Carabobo por el jurado, en la ciudad de Valencia a los 15 días del mes de junio de 2011.
___________________________
Tulio Pottellá
Presidente
_____________________ _____________________
Mariela Aular Aroldo Gómez
Miembro principal Miembro principal
Valencia, Junio 2011
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DE CARABOBO
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
NORMAS TÉCNICAS PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS FISICO-QUIMICO EN PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
INDUSTRIAL
Autores: Br Altuve Yesenia Br Ramirez Vanesa
Tutores: Prof. Aular Mariela Prof. Tulio Pottella
Fecha: 2011
RESUMEN
El objetivo principal del presente Trabajo Especial de Grado consta en desarrollar una propuesta de Normas técnicas para el diseño de sistemas físico-químicos en plantas de tratamientos de agua residual. El tipo de investigación fue documental y el estudio es descriptivo, en su modalidad de proyecto especial. La elaboración de esta propuesta se basó en una revisión bibliográfica, haciendo una recopilación exhaustiva de toda la normativa encontrada, decretos sobre las descargas, manuales de diseño, documentos técnicos y artículos de internet relacionados con los sistemas físico-químicos principalmente coagulación-floculación que se destaco como el sistema más frecuente según entrevistas realizadas a expertos en el tema, así como también aquellas recomendaciones de carácter general que deben guiar el diseño de plantas de tratamiento. Se realizó un análisis de las condiciones actuales de varias plantas de tratamiento y se concluyo en base a los errores más frecuentes encontrados que se debe tomar con más importancias las variaciones de pH entre los tanques de igualación y mezcla lenta, y la dosificación de polímeros.
Descriptores: Normas técnicas, tratamiento de agua residual,
tratamiento preliminar, procesos físico-químicos
REPUBLIC OF VENEZUELA MINISTRY OF HIGHER EDUCATION
UNIVERSITY OF CARABOBO FACULTY OF ENGINEERING
SCHOOL OF CIVIL ENGINEERING
TECHNICAL STANDARDS FOR THE DESIGN OF PHYSICAL-CHEMICAL
SYSTEMS IN PLANTS INDUSTRIAL WASTEWATER TREATMENT
Authors: Bachelor Yesenia Altuve Bachelor Vanesa Ramirez Tutors: Teacher Mariela Aular Teacher Tulio Pottella
Year: 2011
ABSTRACT
The main objective of this degree thesis consists in developing proposed technical standards for the design of physical-chemical treatment plants wastewater. The type of investigation was documentary and descriptive study, in its mode of document analysis. The development of this proposal was based on a literature review, with a comprehensive compilation of all regulations found, decrees on downloads, design manuals, technical documents and articles related Internet systems primarily physical-chemical coagulation-flocculation is stressed as the most frequent as interviews with experts in the field, as well as those general recommendations to guide the design of treatment plants. An analysis of current conditions of several treatment plants and it was concluded based on the most common mistakes found that more importance should be taken with pH changes between matching and mixing tanks slow, and the dosage of polymers. Descriptors: Standards, wastewater treatment, preliminary treatment, physical-chemical processes, grinding, flocculation-coagulation.
DEDICATORIA
A Dios por guiarme y estar siempre presente, darme salud y la fortaleza para lograr
todos mis objetivos, por poner en mi camino a personas tan especiales que han ayudado a
crecer como ser humano.
A la Ilustre Universidad de Carabobo que me permitió la oportunidad de formarme
como profesional a través de una educación integral.
A mi mamá por ser una mujer excepcional, trabajadora, por todos los sacrificios que
ha hecho durante toda su vida para que sus hijos tuviéramos lo mejor, por demostrarme
con su Fortaleza y constancia que las todas metas se pueden alcanzar, por forjar en mi
carácter, constancia y humildad que me ha llevado a lograr cada uno de mis objetivos.
A mi papá, hermano, amigos por estar presente, compartir y ayudarme a lo largo
de la vida.
A Vanesa Ramírez mi compañera de tesis, por ser tan constante, brindándome su
apoyo los buenos y malos momentos.
A la profesora Marilela Aular por asesorarnos en el trabajo de grado.
Yesenia C. Altuve T.
DEDICATORIA
A Dios por guiarme como un gran rayo de luz en el camino y ofrecerme la
oportunidad de estar donde estoy parada, y permitirme estar rodeada de
personas tan especiales, por bríndame la oportunidad de compartir con mis
padres, con mis amigos, con mis compañeros y con un grupo de personas que me
han sabido enseñar grandes cosas.
A mi segunda casa la Universidad de Carabobo que me concedió la
oportunidad de formarme, que me brindo el apoyo de profesionales excelentes
en cada una de las áreas de estudios.
A todas las personas que luchan por mantener un equilibrio ecológico en
mundo, porque el verde es el color de moda, la naturaleza nos llama y esta es mi
respuesta, espero que así podamos devolver cada vez mejor al ambiente lo que
nos da, para que otros que nos vienen siguiendo puedan seguir disfrutando de
esto y más.
Ante la destrucción del plantea, tratamos de fomentar la conciencia ecológica.
Cuiden lo que les rodea. Respeta el medio ambiente, y siempre pregúntate ¿Lo de
medio ambiente será porque ya destruimos la mitad?
Vanesa Carolina Ramirez
AGRADECIMIENTOS
A la Ilustre Universidad de Carabobo que me permitió la oportunidad de formarme
como profesional a través de una educación integral.
A la Prof. Mariela Aular, por su orientación, colaboración y dedicación en el
desarrollo de este Trabajo Especial de Grado.
Al Prof. Tulio Pottellá, por su valiosa colaboración en todo momento a lo largo de la
carrera.
A los ingenieros entrevistados, que con su experiencia aportaron mucho en el
desarrollo de este trabajo de grado.
Finalmente a todas las personas que de una u otra manera se cruzaron en nuestro
camino, dándonos palabras de aliento y de apoyo.
Yesenia C. Altuve T.
AGRADECIMIENTOS
Agradezco en primera estancia a DIOS todopoderoso que de una u otra
forma sabe como guiarme en el camino y me ha mantenido a su lado, siempre
dándome fuerzas para continuar a pesar de los obstáculos de camino.
Agradezco a mis padres pues su determinación, entrega y humildad me han
enseñado tanto y me han brindado la oportunidad de estar donde estoy en este
momento, sin su sacrificio este logro no sería posible. Gracias por cada libro,
cada cuaderno, cada lápiz, cada vez que me escucharon hablando de ecuaciones
locas y estuvieron atentos aunque ni yo entendiera de lo está hablando, esta es
la mejor respuesta que les puedo dar, una muestra de que el tiempo invertido no
fue en vano y toda una vida no basta para agradecerles lo que han hecho por mí.
Agradezco a una persona muy especial a Margarita Núñez que a pesar de que
ahora no está a veces siento muy cerca, dándome aliento, cada vez que la
recuerdo surge en mí una sonrisa, gracias por escucharme tantas veces y por
asegurarme que un día seria grande abuela.
A mis hermanos, Isabel y Jonathan cuyas enseñanzas siempre pueden
alimentar el alma, y sus pasos son ejemplo a seguir, gracias por las risas y los
momentos que hacen que lo malo solo sea pasajero.
A mi tía Iris que es como una segunda mamá que me dio alimento cuando lo
quería y que de una u otra forma ha logrado marcar mi vida y abrir los ojos al
mundo.
A la MSc. Ing. Mariela Aular cuya paciencia y dedicación la hace ser el
modelo de profesor universitario a seguir, gracias por no desistir de explicarnos
algo una y otra vez, gracias por sentarse con nosotras y dedicarnos un poco de su
tiempo, el fruto de su colaboración esta en sus manos.
A los Ing. Tulio Pottella, MSc. Ing. Francisco Soto, Ing. Rafael Dautant,
prof. Ivan Parra, Ing. Roberto Romero, Ing. Alonso Mendoza, entre otros por
colaborarnos y compartir con nosotras un poco de su experiencia y conocimiento.
De igual forma gracias a las distintas plantas de tratamiento que nos permitieron
el acceso a las instalaciones y a la información de las mismas.
A mis compañeros, Pedro Campero, Alba Castro, Francisco Villalonga,
Gonzalo Rubín, Gabriel De Guglielmo y Yesenia Altuve, gracias por el apoyo
brindado y por compartir conmigo el camino al éxito, y hacer el trayecto más
agradable, sé que ha llegado el momento en que nuestros senderos tienen que
separarse pero siempre los tendré presente porque más que compañeros son mis
amigos… A ustedes gracias totales.
Vanesa Carolina Ramirez
Índice general
Página RESUMEN ABSTRACT
iv v
DEDICATORIAS vi AGRADECIMIENTOS viii INDICE xi INDICE DE TABLAS xiii INDICE DE FIGURAS xv INTRODUCCION 1 CAPITULOS
I EL PROBLEMA Planteamiento del problema 3 Objetivos de la investigación
Objetivo General 6 Objetivos específicos 7
Justificación 7 Alcance 8 Limitaciones 9
II MARCO TEORICO Antecedentes de la investigación 10 Bases teóricas
Normas técnicas 12 Agua residual 13 Características de las aguas residuales 14
Características físicas: Definición y aplicación 16 Características químicas: Definición y aplicación 19
Caudal de las aguas residuales industriales 23 Tratamiento de aguas 23
Pretratamiento 24 Tratamiento Primario (Físico-químico) 25
Operaciones físicas unitarias 25 Desbaste 25 Mezclado 27 Sedimentación 27
Flotación Secado Igualación
31 32 32
Procesos químicos unitarios 33 Precipitación química 33
Cloración Intercambio iónico Adsorción Procesos electroquímicos Proceso de floculación-coagulación
34 35 36 36 36 35
Marco normativo legal 44
III MARCO METODOLOGICO Tipo de investigación 46 Diseño de la investigación 47 Descripción de la metodología 48 Población y muestra 49 Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos 51
IV DIAGNOSTICO Situación actual 53 Análisis de las entrevistas 60 Memoria fotográfica 62
V LA PROPUESTA Propuesta 95 Anexos 225
CONCLUSIONES 242 RECOMENDACIONES 244 BIBLIOGRAFIA 245
Índice de tablas
Página
1 . Características físicas, químicas y biológicas del agua residual 15
2 . Técnicas e instrumentos de recolección de datos 51 3 . Valores de remoción 112
4 . Operaciones y procesos unitarios para el tratamiento físico-químico 113
5 . Eficiencia de las diversas unidades de proceso de tratamiento 114
6 . Preservativos y periodos mínimo de retenimiento 128 7 . Dimensiones de la canaleta Parshall 148 8 . Formulas para canaleta Parshall 149 9 . Eficiencia de las rejas 152
10 . Valores de b de Kirschmer 153 11 . Cantidad de material retenido 153 12 . Descripción de los dispositivos de desbaste 154 13 . Descripción de los dispositivos de tamices 155 14 . Caracteristicas de los dilaceradores 158 15 . %De eliminación de DBO 174 16 . Valores de k desarrollados por Rushton 176
17 . Eficiencia de remoción de DBO en el proceso de sedimentación 187
18 . Remoción de sólidos en el proceso 188 19 . Valores de velocidad ascensional a caudal medio 189 20 . Velocidad ascensional a caudal máximo 190 21 . Tiempo de retención para caudal medio y máximo 191 22 . Valores para el diseño de sedimentador 192 23 . Relación entre variables del sedimentador 192 24 . Tabla de relaciones en sedimentadores 193 25 . Valores típicos de caudal 194 26 . Concentración de lodo 198 27 . Tiempo de retención de lodos 199 28 . Tiempo de digestión en función de la temperatura 204 29 . Factor de capacidad relativa en función de la temperatura 204 30 . Dosificación del cloro 207
31 . Dosis de cloro para desinfección normal de aguas residuales 208
32 . Dosis de luces ultravioletas recomendadas 211
Índice de figuras
1 . Clasificación de rango de tamaño de partículas en agua
18
2 . Mecanismo de los polímeros en el agua 38 3 . Aparato del franco de prueba 39 4 . Esquema del dispositivo de prueba de jarra 40 5 . Vista aérea del Lago de Valencia 63 6 . Lemna en el Lago de Valencia 63 7 . Vista del rio Guiare 64 8 . Rio Guiare en periodo de lluvia 64 9 . Sistema de desbaste planta “El Chorrito” edo.
Miranda 65
10 . Desarenador tipo ciclón Planta “El Chorrito” 65 11 . Desarenador Ciclón Planta “El Chorrito” 66 12 . Sedimentador Planta “El Chorrito” 66 13 . Descarga final de la planta “El Chorrito” 67 14 . Realización de pruebas en la planta “El Chorrito” 68 15 . Prueba de sólidos sedimentables en “El Chorrito" 69 16 . Muestra al final de tratamiento “El Chorrito” 69 17 . Salida de lodos del tanque de sedimentación en
"El Chorrito" 70
18 Filtro prensa "Los Chorritos" 70 19 . Salida del filtro pera "Los Chorritos" 71 20 . Sistema de rejas Planta "Los Guayos" 72 21 . Tanque de mezcla 72 22 . Lechos de secado de lodos 73 23 . Tubería ranurada para drenaje de lechos de
secado 73
24 . Construcción del tanque de igualación 74 25 . Lecho de secado 74 26 . Junta de PVC de un bulbo en junta de
construcción 75
27 . Reactor biológico Población de Borburata 76 28 . Aireadores superficiales en tanque de igualación 76 29 . Separación de sólidos, Avícola "La Gausima" 77 30 . Vertedero de rebose 78 31 . Aireadores superficiales en tanque de igualacion.
Avícola "La Guasima" 79
32 . Canaleta tipo Parshall, Avícola "La Gausima" 79 33 . Reactor biológico Avícola "La Guasima" 80 34 . Sedimentador secundario. Avícola "La Guasima" 80
35 . Sistema de cloración avícola "La Guasima" 81 36 . Canaleta Parshall. Avícola "La Guasima" 81 37 . Biodiscos. Avícola "La Guasima" 82 38 . Sedimentador secundario. Avícola "La Guasima" 83 39 . Aireadores superficiales. Avícola "La Guasima" 83 40 . Sistema de rejas. Planta "Los Guayos" 84 41 . Tanque de igualación aforados Parshall "Planta
Coca-Cola" 84
42 . Tanque de contacto. Planta "Coca-Cola" 85 43 . Pruebas de laboratorio, cono de Imhoff 85 44 . Tanque sedimentador. Planta Coca-cola en
Panamá 86
45 . Tanque de cloración. Planta "Coca-cola" en Panamá
86
46 . Diagrama de PTAR "La Mariposa" 87 47 . Caudal de entrada en la planta "La Mariposa" 87 48 . Lodos Primarios "La Mariposa" 88 49 . "Escalator" PTAR "La Mariposa" 89 50 . Acumulación de sedimentos PTAR "La Mariposa" 90 51 . Reuso del agua tratada 81 52 . Vista de un reuso del agua tratada 91 53 . Filtro banda (prensa) 92 54 . Lecho de secado 93 55 . Sistema de bombeo 93 56 . Dilacerador 94 57 . Lecho de secado 94 58 . Composición de la canaleta Parshall 147 59 . Calculo de K 178 60 . Curva para calcular el valor de K 179
INTRODUCCIÓN
Las plantas de tratamiento de aguas residuales, son un conjunto de
operaciones unitarias destinadas a la eliminación o reducción de los
contaminantes y características no deseables en el agua, que brinda la
oportunidad al ecosistema de mantenerse en equilibrio según (Arboleda
Valencia, 2000)
El uso de las aguas residuales ha evolucionado desde su consideración
cono un simple desperdicio, a la idea actual de que el agua residual es un
recurso que se pudiera aprovechar.
Los nuevos diseños de sistemas de tratamiento han obligado al trazado
de principios básicos sobre los que se deben asentar las nuevas normas que
deben guiar el diseño de las mismas para garantizar un óptimo desempeño.
Esta propuesta de normas técnicas surge como consecuencia de la
ausencia de estándares que regulen los parámetros de diseño de sistemas
físico-químicos en el país. También nace del hecho de que la tecnología
produce que sistemas existentes se queden atrás en el tiempo y no se
adopten a las condiciones actuales en las que se requieren aplicar, razón
por la cual se realiza la propuesta.
En Venezuela, la ausencia de una normativa técnica que establezca los
parámetros que deben tomarse en cuenta en el proyecto de diseño de
plantas de tratamientos, así como también algunos criterios importantes de
seguridad y estructura que se adapten a las limitaciones físicas, aunado a
que según la investigación realizada a diversas plantas de tratamiento se
demostró que no son las más adecuadas, esto comprende las causa de la
realización de este trabajo.
En este trabajo de investigación se realiza la primera propuesta de
Normas Técnicas para el diseño de sistemas físico-químicos en plantas de
tratamiento de aguas residuales industriales en Venezuela.
Esta propuesta de Nomas Técnicas para el diseño de sistemas físico-
químicos en plantas de tratamiento de aguas residuales se basa en los
lineamientos de normalizaciones técnicas y doctrinas nacionales e
internacionales que establecen los criterios de diseño, así como la
evaluación y control de los factores que componen las unidades de
tratamiento y afectan la purificación del agua.
Con esta propuesta se busca estandarizar el diseño de los parámetros
físico-químicos, realizando inversiones de capital verdaderamente
productivas para el tratamiento, y optimizar las condiciones de las unidades
que garanticen un mejor desempeño y rendimiento de las mismas,
respondiendo así a una mejora en las condiciones de vida y en la salud
pública.
Este planteamiento se realizó en cinco capítulos, los cuales según su
contenido quedan distribuidos de la siguiente forma: Capítulo I, el cual
aborda el planteamiento del problema, se establecen los objetivos de la
investigación, se exponen los motivos que justifican la investigación y se
determinan los factores limitantes y el alcance del estudio.
El Capítulo II, plantea el marco teórico, se citan los antecedentes a partir
de estudios similares al propuesto; se establecen las bases teóricas referidas
específicamente a la problemática del manejo de los desechos de papel con
sus variables estudiadas.
En el Capítulo III, se presenta el tipo de investigación, ajustado al estudio
donde se definen las fases del diseño establecidas para la solución del
problema y las técnicas desarrolladas para estudiar el mencionado en cada
una de ellas. Mientras que en el Capítulo IV se analiza una fase de
diagnostico para finalmente en el Capitulo V se muestra la propuesta.
Finalmente de los datos extraídos del análisis, se establecen las
conclusiones y las recomendaciones pertinentes al caso.
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema
El agua es un recurso natural indispensable para el hombre, se sabe que
el origen de la vida estuvo en el agua, donde se desarrollaron los primeros
organismos que, al evolucionar, pudieron colonizar la Tierra, según la
Organización Mundial de la Salud (OMS), (2008).
Las grandes civilizaciones se desarrollaron a orillas de los grandes
cursos de agua, necesaria para la agricultura que fue su base primaria, con
el tiempo la calidad del agua disponible se vio afectada por el crecimiento de
los mismos núcleos urbanos y por otros agentes externos, esto fue un factor
decisivo para la búsqueda de agua lo más pura y limpia posible, siendo este
un problema que se arrastra hasta la actualidad.
La escasez de agua y la contaminación de la misma es un problema que
preocupa cada vez a más personas, la intervención del hombre en los
ecosistemas obliga a realizar un llamado a la moderación de consumo por
parte de la población a nivel mundial, las fuentes, los manantiales o las
cuencas están en vía de extinción.
Para preservar lo que queda y recuperar el agua contaminada debe
existir un equilibrio hidrológico que asegure el abastecimiento del vital
líquido a la población, el cual se puede obtener armonizando la disponibilidad
natural con las extracciones del recurso mediante su uso eficiente, pero el
problema no termina ahí, a la disponibilidad se le añade la contaminación del
agua como se ha mencionado anteriormente, lo que ha obligado a la
ingeniería a realizar un avance en cuanto al saneamiento.
El campo de la ingeniería sanitaria se encuentra en un período evolutivo,
en el cual antiguas ideas se vuelven a valorar, debido a que el agua residual
de los pueblos y ciudades debe devolverse a la tierra o a las aguas del
planeta. Entonces, es necesaria la eliminación de contaminantes en el agua
residual para proteger el medio ambiente, y más allá de proteger al medio
ambiente, proteger el desenvolvimiento de la especie humana.
Recientemente, la misma escasez ha forzado a pensar en el agua residual
no tanto como un desecho sino como un recurso.
Venezuela no escapa de la realidad que se vive a nivel mundial y la
contaminación del vital líquido, actualmente en la ciudad de Valencia es
notoria la problemática existente en cuanto a este recurso, ya que los
receptores de agua residuales son los afluentes a los reservorios de agua
para el consumo humano, entonces se hace obligatorio conocer los
principios fundamentales implicados en el análisis de los efectos ambientales
causados por las descargas de los contaminantes en el agua residual.
El proceso de tratamiento de agua residual debe realizarse con extrema
delicadeza, dándole importancia a cada una de las etapas del proceso, en un
principio los contaminantes biodegradables de las aguas residuales pueden
ser degradados mediante procesos naturales o en sistemas de tratamientos
hechos por el hombre en los que se acelera el proceso de descomposición
de la materia orgánica con microorganismos.
Estos sistemas de tratamiento se dividen en varias etapas: tratamiento
preliminar, primario, secundario y terciario o avanzado. Se entiende por
tratamiento preliminar a aquel destinado a la eliminación de desechos,
fácilmente separables; tratamiento primario, busca reducir la materia
suspendida por medio de la precipitación o sedimentación, con o sin
reactivos, o por medio de diversos tipos de oxidación química; secundario,
se usa para reducir la cantidad de materia orgánica por la acción de
bacterias (disminuir la demanda bioquímica de oxígeno) y terciario es el
proceso que se usa como pulimento, para mejorar la calidad del agua o
alguna característica que persista después de haber aplicado los
tratamientos anteriores tal como la desinfección, según (Wikipedia, 1998)
A pesar de toda la importancia que tiene darle el debido tratamiento a las
aguas residuales no existe una norma que regule el diseño de operaciones
unitarias físico-químicas en plantas de tratamiento para tal fin, los procesos
que se mencionaron como sistema primario, debido a esto se pueden estar
diseñando sistemas de tratamiento costosos o ineficientes para el grado de
contaminación actual del agua residual y es posible que sea la causa del
aumento de diferentes enfermedades en los últimos años como diarrea,
dermatitis y otras de origen hídrico. ((OMS), 2010)
En cuanto a esto es primordial recalcar que en América Latina y el
Caribe, los riesgos epidemiológicos relacionados con el consumo de agua
contaminada por gérmenes muy virulentos, así como la existencia de otras
enfermedades de origen hídrico resultantes de la contaminación
microbiológica de las aguas de consumo humano causan un gran impacto en
la población. Por ello se debe asegurar protección contra el riesgo de
infecciones de origen hídrico mediante la desinfección, proceso que se aplica
cuando no se puede garantizar su potabilidad natural de forma permanente,
pero en ello influye también lo que se mencionaba inicialmente que los
reservorios de agua potable es donde se realizan las descargas de agua
residual, por esta razón para satisfacer las necesidades de agua potable es
fundamental el tratamiento que se le dé a las aguas servidas.
En la presente investigación se tiene la intensión que partiendo de un
conocimiento bibliográfico realizar una propuesta de normas técnicas para la
realización de proyectos de diseño de tratamiento de agua residual.
Luego de lo expuesto cabe preguntarse:
¿Cómo se puede conocer la necesidad de crear normas técnicas que
regulen los sistemas físico-químicos en plantas de tratamiento de agua
residuales de origen industrial?
¿Qué normativas internacionales regulan el diseño de plantas de
tratamiento de agua residual?
¿Cuáles son los sistemas físico-químicos más usados según el tipo de
agua residual?
¿Cómo se realiza el diseño de sistemas físico-químicos habitualmente
utilizados?
¿De qué manera se puede garantizar un mejor diseño de sistemas
físico-químicos en plantas de tratamiento de agua residuales industriales?
Objetivos de la investigación
Objetivo General
Realizar una propuesta de normas técnicas para el diseño de sistemas
físicos químicos en plantas de tratamiento de aguas residuales industriales.
Objetivos Específicos
1. Diagnosticar la necesidad de establecer unas normas que regulen los
sistemas físico-químicos en plantas de tratamiento de aguas
residuales industriales.
2. Analizar las normativas internacionales que regulan el diseño de
sistemas de tratamiento de las aguas residuales con el propósito de
determinar criterios que sirvan de soporte para la propuesta.
3. Establecer los sistemas físico-químicos habitualmente usados según
el tipo de agua residual a tratar.
4. Investigar cómo se lleva a cabo el diseño de las unidades
habitualmente usadas en los sistemas físico-químicos.
5. Proponer las normas técnicas para el diseño de sistemas físico-
químicos en plantas de tratamiento de aguas residuales.
Justificación
El tema del tratamiento de agua ha captado interés en distintas partes
del mundo al pasar de los años, por lo que se han desarrollado numerosos
estudios sobre el adecuado tratamiento que se le debe dar al agua.
La presente investigación tiene su origen en la acción práctica que tiene
la ingeniería sanitaria en la actualidad en cuanto al diseño de sistemas de
tratamiento de aguas residuales, se quiere con ella plantear una serie de
parámetros a considerar a la hora de diseñar una planta de tratamiento de
aguas residuales.
En Venezuela lamentablemente no se cuenta con una guía adecuada
que explique cómo se debe realizar el proyecto de un sistema de tratamiento
de las aguas.
El aporte de la investigación viene dado en identificar los procesos físico-
químicos unitarios implicados en tratamiento del agua, con el fin de minimizar
las debilidades encontradas en el presente y además disminuir los daños
que puedan causar los contaminantes que contienen las aguas.
Más allá de los beneficios en la práctica, es importante destacar las
consecuencias a nivel social que se pueden presenciar, la muerte de plantas
y animales, así como distintas enfermedades en el hombre, donde destaca la
diarrea, la fiebre tifoidea y el cólera, (Sagan-Gea, 2010) sostiene que son
resultados de la contaminación del agua, por ende el tratamiento y el control
de las descargas en los cuerpo de agua cobran vital valor para el ser
humano.
Alcance y limitaciones
En la presente investigación se analizarán los procesos físico-químicos
de sistemas de tratamiento con el fin de evaluar cada uno de ellos, de allí el
alcance se puede visualizar desde varias dimensiones.
Con relación al contenido, la investigación abarca una serie de aspectos
que se analizan con el desarrollo de la misma, tales como; las características
físicas y químicas, las propiedades del caudal, el desarrollo de cada una de
las unidades para los procesos físico-químicos, y el mejoramiento para el
funcionamiento de cada una de ellas. Si bien es cierto que existe un gran
número de unidades y las mismas van mejorando a medida que avanza la
tecnología se le dará prioridad a mecanismos fabricados en el país y se
estudiaran las siguientes unidades: desbaste (rejas, tamices y trituradores),
desarenadores, tanques separadores de grasa, mezcladores, coagulación-
floculación, tanques de sedimentación, absorción, precipitación química,
flotación y de Imhoff.
En la presente investigación no se incluirán, los materiales a utilizar para
su construcción, además no se indicará la ubicación geográfica de la planta
de tratamiento, factores influyentes en el diseño. Por otro lado factores
externos al diseño de las unidades en sí, instalaciones como sala de bomba,
sala de control, no están contemplado, así como la ventilación, iluminación,
accesos y escaleras, señalización, equipos de protección contra incendios y
movilización, drenaje de pisos, aislamiento acústico, se le dará sugerencias
basándose en que existen normas en el país que regulen su diseño.
Por otro lado los aspectos de operación, mantenimiento, si bien es cierto
que deben quedar a cargo de un ente regulador, no se señalan como parte
de la investigación.
CAPÍTULO II
MARCO TEORICO
Antecedentes de la Investigación
A continuación se citan una serie de investigaciones realizadas
previamente que contienen información de utilidad para llegar a cabo esta
investigación. Los estudios de estas constituyen el marco referencial en el
cual se sustenta la misma.
Pottellá Pottellá, Tulio (2007) “Propuesta de normas técnicas
nacionales para el reuso del agua residual tratada” comprende un
modelo operativo viable que permitirá satisfacer las necesidades de los
profesionales de la ingeniería, como también de instituciones públicas y
privadas a la hora de buscar nuevas fuentes de suministro de agua para
actividades que se abastecen tanto del acueducto público como mediante la
explotación de pozos profundos. En líneas generales tuvo como objetivo el
establecimiento de los requisitos mínimos a ser exigidos en la calidad y
destino final que debe tener el agua residual tratada, a través del desarrollo
de lineamientos contentivos de aspectos de carácter técnicos sanitarios -
ambientales y educativos. Por lo que es de interés de estudio en la
propuesta, pues también ofrece una norma de carácter ambiental y sanitario.
Caruana, Marco e Hidalgo, Kharen (2007) “Propuesta de normas
técnicas para el diseño de bibliotecas en Venezuela ” , en esta
investigación se desarrolla una propuesta de normas técnicas para el diseño
de bibliotecas en Venezuela, se realizó una revisión bibliográfica, haciendo
una recopilación exhaustiva de toda la información, con lo que se concluye
que dicha propuesta garantiza la realización de un óptimo diseño para
bibliotecas y se recomienda adecuar la biblioteca central de la facultad de
ingeniería la cual fue estudiada, dado que este antecedente comprende una
norma técnica aporta parámetros y consideraciones generales que debe
tener una norma técnica, es decir da una base en cuanto a redacción y por
otro lado favorece las técnicas de recolección de datos y en análisis ya que
es similar a la presente propuesta.
En el mismo orden de ideas, Maldonado Víctor (2005) realizó un
manual titulado “Avances de sedimentación. Curso sobre tecnologías de
tratamiento de agua para países en desarrollo.” En este manual se
explica detalladamente los conceptos básicos de la sedimentación como
proceso para la remoción por efecto gravitacional de las partículas en
suspensión presentes en el agua, donde conceptualiza y ejemplifica los
distintos procesos: como la sedimentación de partículas discretas,
sedimentación de partículas floculantes, sedimentación por caída libre e
interferida mostrando las distintas unidades utilizadas. La contribución del
manual descrito, radica en la perspectiva que se le da al cálculo de los
sedimentadores, que son fundamentales en el tratamiento de aguas
residuales.
Bases teóricas
Esta parte de la investigación tiene por objeto desarrollar los aspectos
validos sobre los cuales se fundamenta el trabajo de investigación. Su
importancia radica en la constitución de fundamentos teóricos que no
requieren de comprobación empírica y que suministran insumos importantes,
que representas un punto de vista sistemático para explicar el estudio.
Normas Técnicas
Según Unizar (2006):
“Se entiende por normas técnicas los documentos que contienen especificaciones técnicas basadas en los resultados de la experiencia y del desarrollo tecnológico. Las normas son el fruto del consenso entre todas las partes interesadas e involucradas en la actividad objeto de la misma (fabricantes, administración, consumidores, laboratorios, centros de investigación). Además, debe aprobarse por un Organismo de Normalización reconocido. Los principales organismos que elaboran normas son los organismos nacionales de normalización.”
Agua residual
“El término agua residual define un tipo de agua que está contaminada con sustancias fecales y orina, procedentes de desechos orgánicos humanos o animales. Su importancia es tal que requiere sistemas de canalización, tratamiento y desalojo. Su tratamiento nulo o indebido genera graves problemas de contaminación” según (Wikipedia, 1998).
A las aguas residuales también se les llama aguas fecales, servidas
o cloacales. Son residuales, habiendo sido usada el agua, constituyen un
residuo, algo que no sirve para el usuario directo; y cloacales porque son
transportadas mediante cloacas (del latín cloaca, alcantarilla), nombre que se
le da habitualmente al colector. Algunos autores hacen una diferencia entre
aguas servidas y aguas residuales en el sentido que las primeras solo
provendrían del uso doméstico y las segundas corresponderían a la mezcla
de aguas domésticas e industriales. En todo caso, están constituidas por
todas aquellas aguas que son conducidas por el alcantarillado e incluyen, a
veces, las aguas de lluvia y las infiltraciones de agua del terreno. El
término aguas negras también es equivalente debido a la coloración oscura
que presentan.
Todas las aguas naturales contienen cantidades variables de otras
sustancias en concentraciones que varían de unos pocos mg/litro en el agua
de lluvia a cerca de 35 mg/litro en el agua de mar. A esto hay que añadir, en
las aguas residuales, las impurezas procedentes del proceso productor de
desechos, que son los propiamente llamados vertidos. Las aguas residuales
pueden estar contaminadas por desechos urbanos o bien proceder de los
variados procesos industriales.
La composición y su tratamiento pueden diferir mucho de un caso a otro,
por lo que en los residuos industriales es preferible la depuración en el origen
del vertido que su depuración conjunta posterior.
El agua residual tiene una influencia sobre el medio que se encuentra
pues produce una alteración perjudicial de su calidad en relación con los
usos posteriores o con su función ecológica, esto puede ser producto de:
• Vertido de sustancias orgánicas degradables: producen una
disminución del oxígeno disuelto, ya que los microorganismos que
degradan la materia orgánica consumen oxígeno para su oxidación. Si
la demanda de oxígeno es superior a la aireación por disolución de
oxígeno atmosférico, se puede llegar a un ciclo anaerobio: se
consume oxígeno combinado en lugar de molecular, creándose un
ambiente reductor, con la aparición de amoníaco, nitrógeno y ácido
sulfhídrico, y la reducción de sulfatos a sulfuros; el agua se torna
oscura, de olor desagradable y con gérmenes patógenos.
• Incorporación de compuestos tóxicos, tanto orgánicos como
inorgánicos. Eliminan los organismos depuradores, o bien inhiben su
desarrollo impidiendo reacciones enzimáticas. Intoxican también a
varios niveles de la cadena trófica, desde microorganismos hasta
animales superiores.
• Incorporación de materia en suspensión, que reduce la entrada
de luz y atasca los órganos respiratorios y filtradores de muchos
animales.
• Alteración del equilibrio salino (balance en sodio, calcio, entre
otros) y del pH.
Características de las aguas residuales
Cuando se habla de composición del agua se refiere a los constituyentes
físicos, químicos y biológicos que se encuentran en el agua residual. Según
la cantidad de estos componentes se puede clasificar un agua como fuerte,
media o débil. Algunas características físicas, químicas y biológicas son:
Tabla 1.
Características físicas, químicas y biológicas del agua residual Parámetro Origen
Físicas
Sólidos Suministro de agua domestico, residuos industriales y domésticos
Temperatura Residuos industriales y domésticos
Color Residuos industriales y domésticos
Olor Agua residual en descomposición, residuos industriales
Químicas
Orgánicos:
Proteínas Residuos comerciales y domésticos
Carbohidratos Residuos comerciales y domésticos Grasas
animales, aceites y grasas
minerales
Residuos industriales, comerciales y domésticos
Agentes tenso activos
Residuos industriales y domésticos
Fenoles Residuos industriales
Pesticidas Residuos agrícolas
Inorgánicos:
pH Residuos industriales
Cloruros Suministro de agua domestico, residuos industriales,
infiltración de agua subterránea
Alcalinidad Suministro de agua domestico, residuos industriales,
infiltración de agua subterránea
Nitrógeno Residuos agrícolas y domésticos
Fosforo Residuos industriales y domésticos, derrame natural
Azufre Suministro de agua domestica y residuos industriales Compuestos
tóxicos Residuos industriales, infiltración de agua de subterránea
Metales pesados Residuos industriales
Gases:
Oxigeno Suministro de agua domestica, infiltración de agua de superficie
Sulfuro de hidrogeno Descomposición de aguas domesticas
Metano Descomposición de aguas domesticas
Biológicas
Protistas Residuos domésticos, planta de tratamiento
Virus Residuos domésticos
Plantas Corriente de agua al descubierto y planta de tratamiento
Animales Corriente de agua al descubierto y planta de tratamiento
Nota. (Metcalf-Eddy, 1977)
Características físicas: Definición y aplicación
La característica física más importante del agua residual es su contenido
de total de sólidos, el cual está compuesto por materia flotante y materia en
suspensión, en dispersión coloidal y en disolución. Otras características
físicas son la temperatura, color y olor.
Sólidos del agua
Todos los contaminantes del agua, con excepción de los gases
disueltos, contribuyen a la carga de sólidos. Pueden ser de naturaleza
orgánica y/o inorgánica. Provienen de las diferentes actividades domésticas,
comerciales e industriales. La definición generalizada de sólidos es la que se
refiere a toda materia sólida que permanece como residuo después de una
evaporación y secado de una muestra de volumen determinado, a una
temperatura de 103°C a 105°C. Los métodos para la d eterminación de
sólidos son empíricos, fáciles de realizar y están diseñados para obtener
información sobre los diferentes tipos de sólidos presentes.
Sólidos Totales (ST), consisten en la cantidad de materia que queda
como residuo después de una evaporación entre los 103° C a 105° C.
Sólidos Volátiles (SV), los sólidos totales sometidos a combustión a una
temperatura de 600° C, durante 20 minutos, transfor man la materia orgánica
a C02 y H2O. Esta pérdida de peso se interpreta en términos de materia
orgánica o volátil (SV), los sólidos que no volatilizan se denominan sólidos
fijos (SF).
Sólidos suspendidos (SS), constituyen uno de los límites que se fijan a los
efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales.
Los SS se determinan como la cantidad de material retenido después de
filtrar un determinado volumen de muestra (50 ml) a través de crisoles
"GOOCH" o filtros de fibra de vidrio que utilizan como medio filtrante. En la
actualidad se prefiere utilizar filtros de membrana con un tamaño de poro de
aproximadamente 1.2 micrómetros (1.2 x 10-6 metros).
Sólidos sedimentables, los sólidos sedimentables son el grupo de
sólidos cuyos tamaños de partícula corresponde a 10 micras o más y que
pueden sedimentar.
El esquema mostrado da una clasificación de los sólidos más clara en
cuanto a los tamaños de partículas:
Figura 1. Clasificación de rango de tamaño de partículas en a gua. Nota. http://quimica.utn.edu.mx (2011)
Turbidez
Es la expresión de la propiedad óptica de la muestra que causa que los
rayos de luz sean dispersados y absorbidos en lugar de ser transmitidos en
línea recta a través de la muestra.
La turbiedad en el agua puede ser causada por la presencia de
partículas suspendidas y disueltas de gases, líquidos y sólidos tanto
orgánicos como inorgánicos, con un ámbito de tamaños desde el coloidal
hasta partículas macroscópicas, dependiendo del grado de turbulencia. En
lagos la turbiedad es debida a dispersiones extremadamente finas y
coloidales, en los ríos, es debido a dispersiones normales.
Temperatura
La temperatura del agua residual es generalmente más alta que la del
suministro, debido a la adicción de agua caliente procedente de las casas y
de actividades industriales, un líquido caliente que vierte a un curso receptor,
puede aumentar la temperatura del entorno e incidir en la solubilidad del
oxígeno disuelto en él, a mayor temperatura disminuye la solubilidad del
oxígeno, influye también en las velocidades de reacciones químicas, en la
vida de la flora y la fauna acuática, en los usos del agua. Incide en los
procesos biológicos, la temperatura óptima para el desarrollo bacteriano se
encuentra comprendida en el rango de 25 a 35 ºC, estos procesos se inhiben
cuando se llega a los 50 ºC.
Color
Es una característica física que indica generalmente la presencia en el
agua de sustancias disueltas y/o coloidales y/o suspendidas (color aparente).
Cuando se elimina la turbiedad del agua por centrifugación o filtración se
obtiene el color real. Da en general un aspecto desagradable al agua
residual.
Olor
Es una característica física que se debe generalmente a la presencia de
sustancias inorgánicas y/u orgánicas en suspensión o disolución, que poseen
olor en sí mismas o de sustancias que pueden generar emisiones de gases,
y/o a organismos microscópicos. Es causa de rechazo y de sospecha de
contaminación.
Características químicas: Definición y aplicación
Materia orgánica
La mayoría de la materia orgánica que contamina el agua procede de
desechos de alimentos, de aguas servidas domésticas y de fábricas y es
descompuesta por bacterias, protozoarios y diversos organismos mayores.
Ese proceso de descomposición ocurre tanto en el agua como en la tierra y
se lleva a cabo mediante reacciones químicas que requieren oxígeno para
transformar sustancias ricas en energía en sustancias pobres en energía. El
oxígeno disuelto en el agua puede ser consumido por la fauna acuática a una
velocidad mayor a la que es reemplazado desde la atmósfera, lo que
ocasiona que los organismos acuáticos compitan por el oxígeno y en
consecuencia se vea afectada la distribución de la vida acuática.
Una medida cuantitativa de la contaminación del agua por materia
orgánica (sirve como nutriente y requiere oxígeno para su descomposición)
es la determinación de la rapidez con que la materia orgánica nutritiva
consume oxígeno por la descomposición bacteriana y se le denomina
Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO). La DBO es afectada por la
temperatura del medio, por las clases de microorganismos presentes, por la
cantidad y tipo de elementos nutritivos presentes. Si estos factores son
constantes, la velocidad de oxidación de la materia orgánica se puede
expresar en términos del tiempo de vida media (tiempo en que descompone
la mitad de la cantidad inicial de materia orgánica) del elemento nutritivo.
La DBO de una muestra de agua expresa la cantidad de miligramos de
oxígeno disuelto por cada litro de agua, que se utiliza conforme se consumen
los desechos orgánicos por la acción de las bacterias en el agua. La
demanda bioquímica de oxígeno se expresa en partes por millón (ppm) de
oxígeno y se determina midiendo el proceso de reducción del oxígeno
disuelto en la muestra de agua manteniendo la temperatura a 20 ºC en un
periodo de 5 días. Una DBO grande indica que se requiere una gran cantidad
de oxígeno para descomponer la materia orgánica contenida en el agua.
Materia inorgánica
Varios componentes de las aguas residuales y naturales tienen
importancia para el establecimiento y control de calidad del agua. Las
concentraciones de sustancias inorgánicas en el agua aumentan por la
formación geológica con la que el agua entra en contacto y también por las
aguas residuales tratadas o sin tratar, que se descargan en ellas. Las aguas
residuales, a excepción de algunos residuos industriales, son raramente
tratadas para la eliminación de los constituyentes inorgánicos que se añaden
en el ciclo de su utilización. Las concentraciones de estos compuestos
inorgánicos aumentan igualmente debido al proceso natural de evaporación
que elimina parte del agua superficial y deja las sustancias inorgánicas en el
agua. Puesto que las concentraciones de los distintos constituyentes
inorgánicos pueden afectar mucho a los usos del agua conviene examinar la
naturaleza de algunos, especialmente los añadidos al agua superficial por el
ciclo de su utilización.
pH
La palabra pH es la abreviatura de "pondus Hydrogenium". Esto significa
literalmente el peso del hidrógeno. El pH es un indicador del número de iones
de hidrógeno. Tomó forma cuando se descubrió que el agua estaba formada
por protones (H+) e iones hidroxilo (OH-).
El pH no tiene unidades; se expresa simplemente por un número.
Cuando una solución es neutra, el número de protones iguala al número de
iones hidroxilo. Cuando el número de iones hidroxilo es mayor, la solución es
básica, cuando el número de protones es mayor, la solución es ácida.
La calidad del agua y el pH son a menudo mencionados en la misma
frase. El pH es un factor muy importante, porque determinados procesos
químicos solamente pueden tener lugar a un determinado pH. Por ejemplo,
las reacciones del cloro solo tienen lugar cuando el pH tiene un valor de
entre 6,5 y 8.
El pH es un indicador de la acidez de una sustancia. Está determinado
por el número de iones libres de hidrógeno (H+) en una sustancia.
La acidez es una de las propiedades más importantes del agua. El agua
disuelve casi todos los iones. El pH sirve como un indicador que compara
algunos de los iones más solubles en agua.
El resultado de una medición de pH viene determinado por una
consideración entre el número de protones (iones H+) y el número de iones
hidroxilo (OH-). Cuando el número de protones iguala al número de iones
hidroxilo, el agua es neutra. Tendrá entonces un pH alrededor de 7. El pH del
agua puede variar entre 0 y 14. Cuando el pH de una sustancia es mayor de
7, es una sustancia básica. Cuando el pH de una sustancia está por debajo
de 7, es una sustancia ácida. Cuanto más se aleje el pH por encima o por
debajo de 7, más básica o ácida será la solución. El pH es un factor
logarítmico; cuando una solución se vuelve diez veces más ácida, el pH
disminuirá en una unidad.
Cloruros
El ión cloruro se encuentra con frecuencia en las aguas residuales, en
concentraciones que varían desde unos pocos ppm hasta varios gramos por
litro. Este ión ingresa al agua en forma natural mediante el lado que las
aguas de lluvia realizan sobre el suelo.
Acidez y Alcalinidad
La acidez de un agua corresponde a la presencia de anhídrido carbónico
libre, ácidos minerales y sales de ácidos fuertes y bases débiles. La
alcalinidad de un agua corresponde a la presencia de los bicarbonatos,
carbonatos de hidróxidos.
La depuración de las aguas residuales es un proceso que persigue
eliminar en la mayor cantidad posible la contaminación que lleva un vertido
antes de que éste incida sobre un cauce receptor, de forma que los niveles
de contaminación que queden en el efluente ya tratado puedan ser
asimilados de forma natural.
Nitrógeno y Fosforo
Tienen un papel fundamental en el deterioro de las masas acuáticas. Su
presencia en las aguas residuales es debida a los detergentes y fertilizantes,
principalmente. El nitrógeno orgánico también es aportado a las aguas
residuales a través de las excretas humanas.
Caudal de las aguas residuales industriales
Existen fluctuaciones en el consumo de agua, si bien es importante
conocer la cantidad media de consumo de agua, resulta de aun mayor
utilidad disponer de datos sobre las fluctuaciones de consumo. La tasa
máxima del consumo de agua tiene lugar generalmente durante los meses
calurosos o como es lógico en los de mayor demanda en cuando al producto
manufacturado. Además de las fluctuaciones anuales, se deben considerar
las variaciones horarias, en razón de su efecto sobre el caudal de aguas
residuales.
Normalmente la curva de consumo de agua, es muy parecida a la curva
de descarga. Sin embargo en algunos lugares, las industrias utilizan
cantidades de agua procedentes de suministros no públicos, que se vierten a
los desagües durante las jornadas laborales.
En conclusión las cantidades de agua residuales de tipo industrial varían
según el tipo y tamaño de la industria. Los caudales punta son frecuente y
pueden reducirse mediante el empleo de tanques de retención y de
homogenización. Las grandes industrias tienen a reutilizar sus aguas
residuales para irrigación de jardines y enfriamiento de algunos procesos con
lo que reducen el caudal.
Tratamiento de aguas
Metcalf-Eddy (1977) afirmó que:
“En ingeniería ambiental el término tratamiento de aguas es el conjunto de operaciones unitarias de tipo físico, químico o biológico cuya finalidad es la eliminación o reducción de la contaminación o las características no deseables de las aguas, bien sean naturales, de abastecimiento, de proceso o residuales. La finalidad de estas operaciones es obtener unas aguas con las características adecuadas al uso que se les vaya a dar, por lo que la combinación y naturaleza exacta de los procesos varía en función tanto de las propiedades de las aguas de partida como de su destino final”.
Debido a que las mayores exigencias en lo referente a la calidad del
agua se centran en su aplicación para el consumo humano y animal
estos se organizan con frecuencia en tratamientos de potabilización y
tratamientos de depuración de aguas residuales, aunque ambos
comparten muchas operaciones.
Pretratamiento
El pretratamiento de las aguas residuales es el primer proceso realizado
de acondicionamiento de las aguas. Este incluye equipos tales como rejas y
tamices (para la separación de partículas de gran tamaño, como botellas de
plástico, bolsas, hojas y ramas, entre otros), desarenadores (para eliminar la
arena presente en las aguas residuales) y desgrasadores (para eliminar
grasas y aceites).
Tratamiento Primario (Físico-químico)
Operaciones físicas unitarias
Son los primeros métodos empleados en el tratamiento del agua
residual; en ellos predomina la acción de las fuerzas físicas, siendo el
desbaste, mezclado, la floculación, la sedimentación, la flotación, elutriación,
filtración al vacio, transferencia térmica y secado.
Desbaste
La primera operación unitaria que tiene lugar en las plantas de
tratamiento es la operación de desbaste. Una rejilla es un elemento con
aberturas, generalmente de tamaño uniforme, que se utiliza para retener los
sólidos gruesos existentes en el agua residual.
Los elementos separadores pueden estar constituidos por barras,
alambres o varillas paralelas, rejillas, telas metálicas o placas perforadas, y
las aberturas pueden ser de cualquier forma, aunque normalmente suelen
ser ranuras rectangulares u orificios circulares. Los elementos formados por
varillas o barras paralelas reciben el nombre de rejas de barrotes.
El término tamiz se circunscribe al uso de placas perforadas y mallas
metálicas de sección cuneiforme. La función que desempeñan las rejas y
tamices se conoce con el nombre de desbaste, y el material separado en
esta operación recibe el nombre de basuras o residuos de desbaste. Según
el método de limpieza que se emplee, los tamices y rejas pueden ser de
limpieza manual o automática. Generalmente, las rejas tienen aberturas
(separación entre las barras) superiores a 15 mm, mientras que los tamices
tienen orificios de tamaño inferior a este valor.
Rejas, en los procesos de tratamiento del agua residual, las rejas se
utilizan para proteger bombas, válvulas, conducciones y otros elementos
contra los posibles daños y obturaciones provocados por la presencia de
trapos y de objetos de gran tamaño. Las plantas de tratamiento de aguas
industriales pueden no precisar la instalación de rejas, dependiendo de las
características de los residuos.
Tamices, los primeros tamices eran de disco inclinado o de tambor, y se
empleaban como medio para proporcionar tratamiento primario, en lugar de
tanques de sedimentación. El mecanismo de separación consistía en placas
de bronce o de cobre con ranuras fresadas. Desde principios de los años
setenta, el interés por el uso de todo tipo de tamices en el campo del
tratamiento de las aguas residuales ha experimentado un considerable
aumento. Su campo de aplicación se extiende desde el tratamiento primario
hasta la eliminación de los sólidos en suspensión residuales de los efluentes
procedentes de los procesos de tratamiento biológicos. Este renovado
interés ha surgido, en gran medida, como consecuencia de la mejora en los
materiales y en los dispositivos disponibles para el tamizado, además de la
continua investigación realizada en este campo.
Mezclado
Es una importante operación unitaria en muchas fases del tratamiento de
agua residuales en la que una sustancia es totalmente entremezclada con
otra.
El mezclado de un líquido puede realizarse de varias formas: 1) en
resaltos hidráulicos en canales; 2) en tubos tipos Venturis; 3) en
conducciones; 4) en bombas; 5) en recipientes con ayuda de medios
mecánicos.
Floculación
La floculación tiene relación con los fenómenos de transporte dentro del
líquido para que las partículas hagan contacto. Esto implica la formación de
puentes químicos entre partículas de modo que se forme una malla de
coágulos, la cual sería tridimensional y porosa. Así se formaría, mediante el
crecimiento de partículas coaguladas, un floculo suficientemente grande y
pesado como para sedimentar. El término coágulo se refiere a las reacciones
que suceden al agregar un reactivo químico (coagulante) en agua, originando
productos insolubles. La coagulación comienza al agregar el coagulante al
agua y dura fracciones de segundo.
Sedimentación
La sedimentación consiste en la separación, por la acción de la
gravedad, de las partículas suspendidas cuyo peso específico es mayor que
el del agua. Es una de las operaciones unitarias más utilizadas en el
tratamiento de las aguas residuales. Los términos sedimentación y
decantación se utilizan indistintamente.
Análisis de la sedimentación de partículas discretas (Tipo 1), la
sedimentación de partículas discretas no floculantes puede analizarse
mediante las leyes clásicas formuladas por Newton y Stokes. La ley de
Newton proporciona la velocidad final de una partícula como resultado de
igualar el peso efectivo de la partícula a la resistencia por rozamiento o
fuerza de arrastre.
Análisis de la sedimentación floculenta (Tipo 2), en soluciones
relativamente diluidas, las partículas no se comportan como partículas
discretas sino que tienden a agregarse unas a otras durante el proceso de
sedimentación. Conforme se produce la coalescencia o floculación, la masa
de partículas va aumentando, y se deposita a mayor velocidad. La medida en
que se desarrolle el fenómeno de floculación depende de la posibilidad de
contacto entre las diferentes partículas, que a su vez es función de la carga
de superficie, de la profundidad del tanque, del gradiente de velocidad del
sistema, de la concentración de partículas y de los tamaños de las mismas.
El efecto de estas variables sobre el proceso sólo se puede determinar
mediante ensayos de sedimentación.
Para determinar las características de sedimentación de una suspensión
de partículas flocúlentas se puede emplear una columna de sedimentación.
El diámetro de la misma puede ser cualquiera, pero su altura deberá ser la
misma que la del tanque de sedimentación de que se trate. Se han obtenido
buenos resultados empleando un tubo de plástico de 15 cm. de diámetro por
unos 3 m de altura. Los orificios de muestreo deben colocarse cada 0,5 m.
La solución con materia en suspensión se introduce en la columna de modo
que se produzca una distribución uniforme de tamaños de las partículas en
toda la profundidad del tubo.
También es necesario cuidar de que la temperatura se mantenga
uniforme durante el ensayo, con objeto de evitar la presencia de corrientes
de convección. La sedimentación debe tener lugar en condiciones de reposo.
La retirada de muestras, y su posterior análisis para conocer el contenido
total de sólidos, se realizan a diferentes intervalos de tiempo. Para cada
muestra analizada se calcula el porcentaje de eliminación, y los resultados se
representan en una gráfica en función de la profundidad y el tiempo en que
se ha tomado la muestra, siguiendo un sistema análogo al de la
representación de cotas en un plano topográfico. Una vez dibujados los
puntos, se trazan las curvas que pasan por los puntos de idéntico porcentaje
de eliminación.
Análisis de la sedimentación zonal o retardada (Tipo 3), en los sistemas
que contienen elevadas concentraciones de sólidos en suspensión, además
de la sedimentación libre o discreta y de la sedimentación floculenta, también
suelen darse otras formas de sedimentación, como la sedimentación zonal
(Tipo 3) y la sedimentación por compresión (Tipo 4). El fenómeno de
sedimentación que ocurre cuando se introduce en un cilindro graduado una
suspensión concentrada, con concentración inicialmente uniforme.
Debido a la alta concentración de partículas, el líquido tiende a ascender
por los intersticios existentes entre aquéllas. Como consecuencia de ello, las
partículas que entran en contacto tienden a sedimentar en zonas o capas,
manteniendo entre ellas las mismas posiciones relativas. Este fenómeno se
conoce como sedimentación retardada. Conforme van sedimentando las
partículas, se produce una zona de agua relativamente clara por encima de
la región de sedimentación.
Las partículas dispersas, relativamente ligeras, que permanecen en esta
región sedimentarán como partículas discretas o floculadas. En la mayoría de
los casos, se presenta una interfase bien diferenciada entre la zona de
sedimentación discreta y la región de sedimentación retardada. La velocidad
de sedimentación de la zona de sedimentación retardada es función de la
concentración de sólidos y de sus características.
A medida que avanza el proceso de sedimentación, comienza a
formarse en el fondo del cilindro una capa de partículas comprimidas, en la
zona de sedimentación por compresión. Aparentemente, las partículas de
esta región forman una estructura en la que existe contacto entre ellas. Al
formarse la región o capa de compresión, las capas en las que las
concentraciones de sólidos son, sucesivamente, menores que en la zona de
compresión tienden a ascender por el tubo. Por lo tanto, de hecho, la zona
de sedimentación zonal o retardada presenta una graduación de
concentraciones de sólidos comprendida entre la zona de compresión y la de
sedimentación.
Análisis de la sedimentación por compresión (Tipo 4), el volumen
necesario para el lodo de la región de compresión también suele
determinarse mediante ensayos de sedimentación. Se ha comprobado que la
velocidad de sedimentación en esta región es proporcional a la diferencia
entre la altura de la capa de lodo en el tiempo y la altura del lodo transcurrido
un período de tiempo prolongado.
Flotación
Es una operación unitaria utilizada para separar partículas líquidas y
sólidas de una fase líquida. La separación se consigue introduciendo
burbujas finas de gas (generalmente aire) en la fase líquida. Las burbujas se
adhieren a las partículas y la fuerza ascendente del conjunto partícula y
burbujas de gas es tal, que hace que la partícula suba a la superficie.
La actual práctica de flotación, tal y como se aplica al tratamiento de
aguas residuales municipales, se limita al uso del aire como agente de
flotación. Las burbujas de aire se añaden, o se inducen su formación, por
alguno de los métodos siguientes:
Flotación por aire, en este sistema, las burbujas de aire se forman
introduciendo la fase gas directamente en la fase líquida por medio de un
impulsor giratorio o de difusores. La aireación por su sola durante periodo de
tiempo no especialmente eficaz para conseguir la flotación de sólidos.
Flotación por aire disuelto, en este sistema, el aire se disuelve en el agua
residual bajo una presión de varias atmosferas, y a continuación se procede
a la liberación de la presión hasta el nivel atmosférico.
Flotación por vacío, consiste este proceso en saturar el agua residual
bien directamente en un tanque de aireación o permitiendo que el aire entre
en el conducto de aspiración de una bomba de aguas residuales. Al aplicar
un vacío parcial, el aire disuelto abandona la solución en forma de burbujas
diminutas. Las burbujas y las partículas sólidas adheridas suben a la
superficie formando una capa de espuma, que se elimina mediante un
rascador superficial.
Secado
El secado es una operación unitaria que consiste en reducir el cometido
de agua por vaporización de está al aire del ambiente. En los lechos de
secado, las diferencias de presión del vapor son la causa de la evaporación a
la atmósfera. Existen distintos tipos de secado según los dispositivos a usar:
Secado instantáneo, esta operación supone la pulverización del lodo en
un molino o bien mediante una técnica de suspensión atomizada en
presencia de gases calientes.
Secadores rotativos, diversas instalaciones han utilizado secadores de
horno rotativo para el secado del lodo, el secado y quemado de residuos
industriales y basuras. Se han desarrollado muy diferentes tipos de procesos
para los procesos industriales incluyendo los de calentado directo en los que
el material se seca se halla en contacto con gases calientes.
Incinerador, con frecuencia se utiliza un incinerador de pisos múltiples
para secar y quemar lodos que previamente han sido parcialmente
deshidratados por filtración al vacio. Consiste en una operación a
contracorriente en la que el aire caliente y los productos de combustión
atraviesan el lodo finamente pulverizado que se va rastrillando de forma
continua para que quede expuesto a la acción de aquellas en toda su
superficie.
Igualación
Las variaciones horarias del gasto de agua residual pueden tener un
efecto adverso en el funcionamiento de los procesos de la planta; el
cambio constante de la cantidad y concentración del agua residual a ser
tratada propicia que la operación eficiente de los procesos sea difícil.
Además, muchas unidades de tratamiento tendrían que diseñarse para las
condiciones de gasto máximo extraordinario, provocando su
sobredimensionamiento para las condiciones promedio.
Para prevenir esta situación, es conveniente considerar en el proyecto la
construcción de un tanque que de igualación u homogeneización, cuya
función es amortiguar las variaciones de las descargas de aguas residuales
con el fin de tratar un gasto uniforme. La igualación se puede usar también
para amortiguar las variaciones en el pH y en la concentración de
constituyentes tóxicos presentes en el agua residual a tratar. La igualación
del gasto no es un proceso de tratamiento per se, pero puede mejorar
significativamente el funcionamiento de una planta existente e incrementar
su capacidad útil. En el proyecto de plantas nuevas, la igualación del gasto
puede reducir el tamaño y costo de las unidades de tratamiento.
Procesos químicos unitarios
Precipitación química
La precipitación química en el tratamiento de las aguas residuales lleva
consigo la adición de productos químicos con la finalidad específica de
mejorar el rendimiento de la planta y eliminar determinados componente del
agua residual.
En el pasado se utilizaba la precipitación química para mejorar el grado
de eliminación de los sólidos suspendidos y de la DBO en los siguientes
casos 1) cuando se producían variaciones estacionales en la concentración
del agua residual 2) cuando se requería un grado intermedio de tratamiento y
3) como ayuda al proceso de sedimentación. (Mijares, 1967)
Cloración
Los compuestos de cloro más comúnmente empleados en las plantas de
tratamiento de aguas residuales son el cloro gas (Cl), el hipoclorito sódico
(NaOC1), el hipoclorito de calcio (Ca(OC1)2), y el dióxido de cloro (ClO2). Los
hipocloritos sódico y cálcico se suelen emplear en las plantas pequeñas,
especialmente en las prefabricadas, en las que la simplicidad y seguridad
son criterios de mayor peso que el coste.
El hipoclorito de sodio también se emplea en las plantas de gran tamaño,
principalmente por cuestiones de seguridad relacionadas con las condiciones
locales. El dióxido de cloro también se emplea en las instalaciones de
tratamiento, debido a que tiene algunas propiedades poco frecuentes (no
reacciona con el amoníaco). A pesar de que también se emplean otros
compuestos del cloro, el análisis que sigue a continuación se limitará al
estudio de la aplicación de cloro gas, por ser la forma más extensamente
adoptada. El hecho de que el cloro libre reaccione con el amoníaco y de que
sea un fuerte agente oxidante, complica bastante el mantenimiento de una
cantidad residual (combinado o libre) para la desinfección de las aguas
residuales.
Al ir añadiendo cloro, las sustancias que reaccionan con facilidad, como
el Fe+2, el Mn+2, el H2, S o la materia orgánica, reaccionan con el cloro y lo
reducen en gran parte a ion cloruro (tras satisfacer esta demanda inmediata,
el cloro continuará reaccionando con el amoníaco para formar cloraminas.
Para relaciones molares entre cloro y amoníaco inferiores a 1, se formará
monocloramina y dicloramina.
(Escobar, 2003) Aseguró:
“La distribución de estas dos formas viene dictada por sus velocidades de formación, que son función de la temperatura y del pH. Entre el punto B y el punto de breakpoint, algunas de las cloraminas se transforman en tricloruro de nitrógeno (mientras que las restantes cloraminas se oxidarán a óxido de nitrógeno (N20) y nitrógeno (N2) y el cloro se reducirá a ion cloruro. Si se continúa añadiendo cloro, todas las cloraminas se oxidarán en el breakpoint.
La adición de cloro más allá del breakpoint, producirá un aumento del cloro libre disponible directamente proporcional al cloro añadido (hipoclorito sin reaccionar). La razón principal para añadir suficiente cloro como para obtener cloro residual libre radica en que se asegura que se alcanzará la desinfección. En ocasiones, debido a la formación de tricloruro de nitrógeno y de sus compuestos afines, las operaciones de cloración al breakpoint han presentado problemas de olores. La presencia de compuestos adicionales durante la cloración da lugar a la reacción con la alcalinidad del agua residual y, en casi todos los casos, la reducción del pH será pequeña. La presencia de compuestos adicionales que reaccionen con el cloro puede alterar significativamente la forma de la curva del breakpoint. La cantidad de cloro que se debe añadir para alcanzar un nivel de cloro residual determinado recibe el nombre de demanda de cloro.”
Intercambio Iónico
Es una operación en la que se utiliza un material, habitualmente
denominado resinas de intercambio iónico, que es capaz de retener
selectivamente sobre su superficie los iones disueltos en el agua, los
mantiene temporalmente unidos a la superficie, y los cede frente a una
disolución con un fuerte regenerante. Generalmente, usado para la
eliminación de sales cuando se encuentran en bajas concentraciones, siendo
típicos la aplicación para la desmineralización y el ablandamiento de aguas,
así como la retención de ciertos productos químicos y la desmineralización
de jarabes de azúcar.
Adsorción
El proceso de adsorción consiste en la captación de sustancias solubles
en la superficie de un sólido. Un parámetro fundamental es este caso será la
superficie específica del sólido, dado que el compuesto soluble a eliminar se
ha de concentrar en la superficie del mismo. (Metcalf-Eddy, 1977)
Procesos electroquímicos
Está basado en la utilización de técnicas electroquímicas, haciendo
pasar una corriente eléctrica a través del agua (que necesariamente ha de
contener un electrolito) y provocando reacciones de oxidación-reducción
tanto en el cátodo como en el ánodo.
Se utiliza energía eléctrica como vector de descontaminación ambiental,
siendo su coste uno de las principales desventajas de este proceso. Sin
embargo como ventajas cabe destacar la versatilidad de los equipos, la
ausencia tanto de la utilización de reactivos como de la presencia de lodos y
la selectividad, pues controlar el potencial de electrodo permite seleccionar la
reacción electroquímica dominante deseada.
Proceso de Coagulación-Floculación
La coagulación y floculación son dos procesos dentro de la etapa de
clarificación del agua. Ambos procesos se pueden resumir como una etapa
en la cual las partículas se aglutinan en pequeñas masas llamados flóculos
tal que su peso específico supere a la del agua y puedan precipitar, para que
finalmente se le aplique un proceso de sedimentación o flotación.
La coagulación consiste en desestabilizar los coloides por neutralización
de sus cargas, dando lugar a la formación de un floculo o precipitado. La
coagulación de las partículas coloidales se consigue añadiéndole al agua un
producto químico (electrolito) llamado coagulante. Normalmente se utilizan
las sales de hierro y aluminio.
Se pueden considerar dos mecanismos básicos en este proceso:
• Neutralización de la carga del coloide.
El electrolito al solubilizarse en agua libera iones positivos con la
suficiente densidad de carga para atraer a las partículas coloidales y
neutralizar su carga. Se ha observado que el efecto aumenta marcadamente
con el número de cargas del ión coagulante. Así pues, para materias
coloidales con cargas negativas, los iones Ba y Mg, bivalentes, son en
primera aproximación 30 veces más efectivos que el Na, monovalente; y, a
su vez, el Fe y Al, trivalentes, unas 30 veces superiores a los divalentes.
Para los coloides con cargas positivas, la misma relación aproximada
existe entre el ión cloruro, Cl-, monovalente, el sulfato, (SO4)-2, divalente, y el
fosfato, (PO4)-3, trivalente.
• Inmersión en un precipitado o flóculos de barrido.
Los coagulantes forman en el agua ciertos productos de baja solubilidad
que precipitan. Las partículas coloidales sirven como núcleo de precipitación
quedando inmersas dentro del precipitado.
Los factores que influyen en el proceso de coagulación:
o EL pH es un factor crítico en el proceso de coagulación. Siempre hay
un intervalo de pH en el que un coagulante específico trabaja mejor,
que coincide con el mínimo de solubilidad de los iones metálicos del
coagulante utilizado.
Siempre que sea posible, la coagulación se debe efectuar dentro de esta
zona óptima de pH, ya que de lo contrario se podría dar un desperdicio de
productos químicos y un descenso del rendimiento de la planta.
Figura 2. Mecanismo de los polímeros en el agua.
Nota. (Metcalf-Eddy, 1977)
• Agitación rápida de la mezcla.
Para que la coagulación sea óptima, es necesario que la neutralización
de los coloides sea total antes de que comience a formarse el flóculo o
precipitado.
Por lo tanto, al ser la neutralización de los coloides el principal objetivo
que se pretende en el momento de la introducción del coagulante, es
necesario que el reactivo empleado se difunda con la mayor rapidez posible,
ya que el tiempo de coagulación es muy corto.
La selección del coagulante y la dosis exacta necesaria en cada caso,
sólo puede ser determinada mediante ensayos de laboratorio mediante la
prueba de jarra.
La prueba de jarras, se usa para la determinación del comportamiento
del agua frente al tratamiento de coagulación química, así como la
determinación de las dosificaciones de coagulante y otros compuestos
químicos necesarios en dicho proceso.
Una prueba de jarras simula los procesos de coagulación y floculación
que fomentan la eliminación de los coloides en suspensión y materia
orgánica que puede conducir a problemas de turbidez, olor y sabor.
Figura 3. Aparato de la prueba de jarra Nota. Polonia Jenny
El aparato de prueba de jarra que se muestra en la figura 3
seis remos que remover el contenido de seis envases de 1 litro.
actúa como un control, mientras que las condiciones de fun
puede variar entre los restantes cinco contenedores.
la parte superior central del dispo
velocidad de mezclado en todos los contenedores, esto se muestra en la
figura 4.
Figura 4. Esquema del dispositivo de prueba de jarraNota. (Wikilibros, 2002)
de la prueba de jarra
El aparato de prueba de jarra que se muestra en la figura 3
seis remos que remover el contenido de seis envases de 1 litro.
actúa como un control, mientras que las condiciones de fun
puede variar entre los restantes cinco contenedores. Un medidor de RPM en
la parte superior central del dispositivo permite el control uniforme de la
lado en todos los contenedores, esto se muestra en la
Esquema del dispositivo de prueba de jarra (Wikilibros, 2002)
El aparato de prueba de jarra que se muestra en la figura 3 contiene
seis remos que remover el contenido de seis envases de 1 litro. Un envase
actúa como un control, mientras que las condiciones de funcionamiento
Un medidor de RPM en
sitivo permite el control uniforme de la
lado en todos los contenedores, esto se muestra en la
Los procedimientos de prueba de jarras incluyen los siguientes pasos:
1. Llene los recipientes de prueba frasco aparato con la muestra de
agua. Un contenedor se utilizará como control mientras que los otros
cinco contenedores se puede ajustar dependiendo de qué condiciones
se encuentran en evaluación. Por ejemplo, el pH de los frascos se
puede ajustar o variaciones de las dosis de coagulante se puede
agregar a determinar las condiciones óptimas de funcionamiento.
2. Añadir el coagulante a cada contenedor y agitar a aproximadamente
100 rpm por 1 minuto. La etapa de mezcla rápida ayuda a dispersar el
coagulante a través de cada contenedor. Coagulantes son aditivos
químicos, tales como sales metálicas, que ayudan a producir más
pequeños agregados para formar partículas más grandes.
3. Reducir la velocidad de agitación de 25 a 35 rpm y continúe batiendo
por 15 a 20 minutos. Esta velocidad más lenta de mezcla ayuda a
promover la formación de flóculos mediante la mejora de las colisiones
de partículas que dan lugar a grandes flóculos. Estas velocidades son
lo suficientemente lento como para evitar Sheering del flóculo debido a
la turbulencia causada por la agitación de ayunar.
4. Apague los mezcladores y permitir que los contenedores que
conformarse con 30 a 45 minutos. A continuación, medir la turbidez
final en cada contenedor. La turbidez final se puede evaluar más o
menos a simple vista o con más precisión usando un nefelómetro.
La floculación trata la unión entre los flóculos ya formados con el fin
aumentar su volumen y peso de forma que pueden decantar Consiste en la
captación mecánica de las partículas neutralizadas dando lugar a un
entramado de sólidos de mayor volumen. De esta forma, se consigue un
aumento considerable del tamaño y la densidad de las partículas
coaguladas, aumentando por tanto la velocidad de sedimentación de los
flóculos.
Básicamente, existen dos mecanismos por los que las partículas entran
en contacto: • Por el propio movimiento de las partículas (difusión browniana). En
este caso se habla de floculación peri cinética o por convección
natural. Es muy lenta.
• Por el movimiento del fluido que contiene a las partículas, que
induce a un movimiento de éstas. Esto se consigue mediante
agitación de la mezcla. A este mecanismo se le denomina
floculación orto cinética o por convección forzada.
Existen además ciertos productos químicos llamados floculantes que
ayudan en el proceso de floculación. Un floculante actúa reuniendo las
partículas individuales en aglomerados, aumentando la calidad del floculo
(floculo más pesado y voluminoso).
Hay diversos factores que influyen en la floculación:
o Coagulación previa lo más perfecta posible.
o Agitación lenta y homogénea.
La floculación es estimulada por una agitación lenta de la mezcla puesto
que así se favorece la unión entre los flóculos. Un mezclado demasiado
intenso no interesa porque rompería los flóculos ya formados.
• Temperatura del agua.
La influencia principal de la temperatura en la floculación es su efecto
sobre el tiempo requerido para una buena formación de flóculos.
Generalmente, temperaturas bajas dificultan la clarificación del agua, por
lo que se requieren periodos de floculación más largos o mayores dosis de
floculante.
• Características del agua.
Un agua que contiene poca turbiedad coloidal es, frecuentemente, de
floculación más difícil, ya que las partículas sólidas en suspensión actúan
como núcleos para la formación inicial de flóculos.
• Tipos de floculantes Según su naturaleza, los floculantes pueden
ser:
o Minerales: por ejemplo la sílice activada. Se le ha
considerado como el mejor floculante capaz de asociarse a
las sales de aluminio. Se utiliza sobre todo en el tratamiento
de agua potable.
o Orgánicos: son macromoléculas de cadena larga y alto
peso molecular, de origen natural o sintético.
Los floculantes orgánicos de origen natural se obtienen a partir de
productos naturales como alginatos (extractos de algas), almidones
(extractos de granos vegetales) y derivados de la celulosa. Su eficacia es
relativamente pequeña.
Los de origen sintético, son macromoléculas de cadena larga, solubles
en agua, conseguidas por asociación de monómeros simples sintéticos,
alguno de los cuales poseen cargas eléctricas o grupos ionizables por lo que
se le denominan polielectrolitos.
Según el carácter iónico de estos grupos activos, se distinguen:
• Polielectrolitos no iónicos: son poliacrilamidas de masa
molecular comprendida entre 1 y 30 millones.
• Polielectrolitos aniónicos: Caracterizados por tener grupos
ionizados negativamente (grupos carboxílicos).
• Polielectrolitos catiónicos: caracterizados por tener en sus
cadenas una carga eléctrica positiva, debida a la presencia de grupos
amino.
La selección del polielectrolitos adecuado se hará mediante el ensayo de
jarras.
En general, la acción de los polielectrolitos puede dividirse en tres
categorías:
En la primera, los polielectrolitos actúan como coagulantes rebajando la
carga de las partículas. Puesto que las partículas del agua residual están
cargadas negativamente, se utilizan a tal fin los polielectrolitos catiónicos.
La segunda forma de acción de los polielectrolitos es la formación de
puentes entre las partículas. El puente se forma entre las partículas que son
adsorbidas por un mismo polímero, las cuales se entrelazan entre sí
provocando su crecimiento.
La tercera forma de actuar se clasifica como una acción de coagulación
formación de puentes, que resulta al utilizar polielectrolitos catiónicos de alto
peso molecular. Además de disminuir la carga, estos polielectrolitos formarán
también puentes entre las partículas.
Finalmente existe una decantación o flotación, esta última etapa tiene
como finalidad el separar los agregados formados del seno del agua.
Marco normativo legal
La fundamentación legal de esta investigación se encuentra enmarcada
en la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela, Capítulo IX de
los Derechos ciudadano se compromete a seguir el lineamiento establecido
por el Estado, ya que la constancia de esta protección, beneficiara tanto al
medio ambiente como a las próximas generaciones.
La Ley de Aguas, en Gaceta Oficial número 38.595, de fecha 2 de enero
de 2007, en sus artículos 13 y 14, indican que los generadores de efluentes
líquidos deben adoptar las medidas necesarias para minimizar la cantidad y
mejorar la calidad de sus descargas, de conformidad con las disposiciones
establecidas de esta Ley y demás normativas que la desarrolle.
Artículo 14, Ley de Aguas (2007):
“… La advierte que la prevención y control de los posibles efectos negativos de las aguas sobre la población y sus bienes se efectuará a través de:
• Los planes de gestión integral de las aguas, así como
en los planes de ordenación del territorio y de ordenación urbanística, insertándose los elementos y análisis involucrados en la gestión integral de riesgos, como proceso social e institucional de carácter permanente, concebidos de manera consciente, concertados y planificados para reducir los riesgos socio naturales y cronológicos en la sociedad.
• La construcción, operación y mantenimiento de las obras e instalaciones necesarias.
• En líneas generales muestran las obligaciones de los generadores de efluentes y las medidas para prevención y control del agua y su uso.”
En el mismo orden de ideas, la Gaceta Oficial número 883, de fecha 11
de octubre de 1995, en sus artículos 10, 11 y 12, indican los límites máximos
de calidad de vertidos líquidos que sean o vayan a ser descargados, en
forma directa o indirecta, a ríos, estuarios, lagos y embalses, al medio
marino-costero y a redes cloacales.
Continuando con este patrón, la gaceta oficial numero 3.219, de fecha 13
días de enero de 1998, luego de que en su artículo 5 se realice una
clasificación de las aguas en grupos y subgrupos según su uso, en
conformidad con el decreto 883, establece las características permisibles
para cada grupo en el artículo 8. Posteriormente dedica la sección II y III de
la gaceta para la clasificación de los constituyentes de los vertidos líquido y
establecer los parámetros críticos de control y finalmente en el artículo 36, se
fijan los rangos y límites máximos de concentraciones en los vertidos líquidos
que sean o vayan a ser descargados, en forma directa o indirecta, al Lago de
Valencia y red hidrográfica tributaria.
Siguiendo este patrón se encentra la Gaceta Oficial número 34.626 Ley
Programa para el Saneamiento del Lago de Maracaibo de enero de 1991.
Esta ley contempla la recolección, tratamiento y disposición de las
aguas servidas en las zonas norte y sur de Maracaibo, Cabimas
y Ciudad Ojeda. Este ambicioso plan de rescate ecológico será
determinante en el desarrollo agrícola de la región y en los niveles de
salubridad de los zulianos. Además, la Planta de Tratamiento de Ciudad
Ojeda, es vital para la reconversión del agua a través de los
procesos de desinfección.
Por otro lado Gaceta Oficial Nº 36.344 del 28 de noviembre de 1998
“Normas para la clasificación y el control de la calidad de las aguas de la
cuenca del río Yaracuy” establece la clasificación de las aguas del río
Yaracuy y sus tributarios y las normas para el control de la calidad de los
vertidos líquidos a ellos descargados.
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
Tipo de investigación
Este trabajo Especial de Grado corresponde a un estudio enmarcado en el
siguiente tipo de diseño: Descriptiva, la cual es referida a lo siguiente:
Comprende la descripción, registro, análisis interpretación de la naturaleza
actual, composición o procesos de los fenómenos. El enfoque se hace sobre
conclusiones dominantes, o sobre una persona, grupo o cosa, conduce o funciona
en el presente. Su objetivo fundamental es interpretar realidades de hecho según
Tamayo y Tamayo, El proceso de la investigación científica (2006).
Para poder realizar esta investigación se observó la composición del agua
residual y los fenómenos que la afectan, para proceder con los métodos
apropiados para sus tratamientos.
Diseño de investigación
En este trabajo de grado se aplica el siguiente diseño de investigación:
documental bibliográfica.
La investigación documental bibliográfica: El énfasis de la investigación
está en el análisis teórico y conceptual hasta el paso final de la elaboración de un
informe o propuesta sobre el material registrado, ya se trate de obras,
investigaciones anteriores, material inédito, hemerográfico, cartas, historias de
vida, documentos legales e inclusive material filmado o grabado. Las fuentes de
conocimiento, de análisis e interpretación serán fundamentalmente “cosas” y no
“personas”, (Martínez, 2010).
Para el desarrollo de este trabajo de grado apoyándose en el desarrollo de
normas técnicas realzadas por otros países latinoamericanos, y en la bibliografía
especializada.
Modalidad de la investigación: Se tiene la siguiente modalidad en este
trabajo especial de grado.
Proyecto especial
Consiste en la elaboración de trabajos tangibles, susceptibles de ser utilizados
como soluciones a problemas demostrados, o que respondan a necesidades e
interés de tipo cultural; solución posible a un problema de tipo práctico, para
satisfacer necesidades de una institución o grupo social; puede referirse a la
formulación de políticas, técnicas, programas, normas y métodos; según
Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL) (2000).
Con la definición previa queda bastante claro el porqué esta investigación
tiene una modalidad de proyecto especial, ya que con las normas que se
proponen se ayudará a la sociedad e instituciones a aplicar un diseño unificado en
las plantas de tratamiento en la etapa físico-química.
Descripción de la Metodología
En el procedimiento de investigación de este trabajo especial de grado, se
enumeran una serie de etapas, que resultan prácticas para ser aplicadas según el
tipo de investigación definida, y además, de gran utilidad para el avance y
desarrollo del trabajo.
Fase 1: Diagnóstico
Para lograr un diagnóstico de las condiciones generales de las aguas
residuales en Venezuela se realizaron entrevistas no estructuradas o abiertas a
expertos en la materia, que con su amplia experiencia en los procesos físico-
químicos usados en las plantas de tratamiento, nos indicaron si es necesario o no
consignar una serie de normas técnicas que regulen estos procesos,
específicamente los sistemas primario y preliminar.
Fase 2: Análisis de normas internacionales
Se revisaron las normas de países latinoamericanos para comparar, valores
máximos y mínimos, tipo de estudios realizados según la clasificación del agua
residual establecidos en dichas normas y las características del diseño de cada
una de las unidades empleadas, de igual forma se analizó la estructura de la
misma, y otros puntos que se consideraron útiles para la investigación.
Fase 3: Análisis de los procesos usados habitualmen te
Del mismo modo se consultó la bibliografía especializada para adquirir
conocimiento sobre los procesos físico-químicos habitualmente usados en la etapa
preliminar y primaria, tomando en cuenta el tipo de agua residual a tratar.
Fase 4: Análisis del diseño de las unidades
Luego de realizadas las entrevista, analizadas las normas internacionales y la
bibliografía se puedo obtener una base de como se están realizando el diseño
actualmente y como se puede sistematizar. Así como se pudo disgregar cuales
son las unidades más importantes o comunes, en las cuales se hace énfasis en la
propuesta.
Fase 5: Realización de la propuesta
Luego de revisar todos los procesos físico-químicos que intervienen en la
etapa preliminar y primaria apoyados en las entrevistas a expertos, en las gacetas
existentes en el país y en la bibliografía especializada, se planteó una propuesta
de norma técnicas para el diseño de sistemas físico-químicos en plantas de
tratamiento de aguas residuales de origen industrial.
Población y Muestra
Población: es el conjunto de todos los casos que concuerdan con una
serie de especificaciones, podemos decir que la población es la totalidad del
fenómeno a estudiar, en donde las unidades de población posee una
característica común la cual estudia y da origen a los datos. (Hernandez Sampieri,
Fernández Collado, & Baptista Lucio, 1997)
Muestra: La muestra se define como un subgrupo de la población. Para
delimitar las características de la población. (Hernandez Sampieri, Fernández
Collado, & Baptista Lucio, 1997)
Evaluación de la muestra , Se realizaron entrevistas no estructuradas o
abiertas que ayudaron a establecer los valores antes mencionados, también
ayudaron a establecer un diagnóstico de las condiciones generales de las aguas
residuales en Venezuela y su tratamiento, con alas de evaluar necesidad de
estandarizar el diseño de las mismas, dichas entrevistas se realizaron a una serie
de personas cuya cantidad fue definida a juicio y criterio del tutor especialista en el
tema.
Muestreo no probabilístico
En éste tipo de procedimientos, los miembros de la población no tienen una
probabilidad conocida de pertenecer a la muestra. Estos métodos no permiten
establecer las desviaciones sufridas en los resultados de la investigación, y por lo
tanto, las estimaciones obtenidas no pueden proyectarse estadísticamente a la
totalidad de la población.
Este muestreo fue utilizado para realizar un estudio intencional, para el cual
no es necesario proyectar los resultados. Se conoce los resultados de un estudio
con muestreo no probabilístico pueden ser totalmente válidos siempre que se
utilicen adecuadamente y se asuman sus limitaciones.
En el caso objeto a estudio, la población está constituida por todo el ingenieros
proyectista que diseñe plantas de tratamiento en la actualidad. Se recurrió a
criterios del tutor, para evaluar solo a un grupo especifico.
Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos
Las técnicas de recolección de datos son las distintas formas o maneras de
obtener la información. Son ejemplos de técnicas; la observación directa, la
encuesta en sus dos modalidades (entrevista o cuestionario), el análisis
documental, análisis de contenido. Los instrumentos son los medios materiales
que se emplean para recoger y almacenar la información. Ejemplo: fichas,
formatos de cuestionario, guías de entrevista, lista de cotejo, grabadores, escalas
de actitudes u opinión (tipo likert). (Arias, 1999)
Tabla 2.
Técnicas e instrumentos de recolección de datos Técnica Instrumento
Observación indirecta : es cuando el
investigador entra en conocimiento del hecho o
fenómeno observando a través de las
observaciones realizadas anteriormente por otra
persona. Tal ocurre cuando se valen de libros,
revistas, informes, grabaciones, fotografías, etc.,
relacionadas con lo que estamos investigando,
los cuales han sido conseguidos o elaborados por
personas que observaron antes lo mismo que
nosotros.
Para este trabajo de grado se tomaron los
valores de las muestras establecidos por la
bibliografía especializada, las referencia hecha
por los expertos y apoyados en las gacetas
existentes en el país para plantear así los valores
mínimos y máximos necesarios para el proceso
físico químico requeridos en una planta de
tratamiento de aguas residuales.
Lista de Comprobación o Cotejo:
Consiste en una lista de características, aspectos,
cualidades, secuencia de acciones, etc. Sobre las
que interesa determinar su presencia o ausencia. La
lista de cotejo se presta para registrar aspectos que
son del tipo dicotómico (sí –no, lo hizo – no lo hizo;
presente-ausente, etc.)
Nota: Altuve y Ramirez (2011)
Análisis de datos
Se describen las distintas operaciones a las que serán sometidos los datos
que se tengan: clasificación, registro, tabulación y codificación si fuere el caso. Se
referente al análisis, se definirán las técnicas lógicas (inducción, deducción,
análisis, síntesis), o estadísticas (descriptivas o inferenciales), que serán
empleadas para descifrar lo que revelan los datos que sean recogidos. (Arias,
1999)
La encuesta:
Es un estudio observacional en el cual el
investigador no modifica el entorno ni controla el
proceso que está en observación (como sí lo
hace en un experimento). Los datos se obtienen a
partir de realizar un conjunto de preguntas
normalizadas dirigidas a una muestra
representativa o al conjunto total de la población
estadística en estudio, formada a menudo por
personas, empresas o entes institucionales, con
el fin de conocer estados de opinión,
características o hechos específicos. El
investigador debe seleccionar las preguntas más
convenientes, de acuerdo con la naturaleza de la
investigación sirve para obtener información
específica de una muestra.
Entrevista NO Estructurada o Libre
Se trabaja con preguntas abiertas, sin un orden
preestablecido, adquiriendo características de
conversación. Esta técnica consiste en realizar
preguntas de acuerdo a las respuestas que vayan
surgiendo durante la entrevista. Tiene el
inconveniente de que puede pasar por alto áreas de
aptitud, conocimiento o experiencia del solicitante, al
obviar preguntas importantes del tema a tratar. La
entrevista no estructurada puede plantear cuestiones
previas que serán indagadas en la entrevista, o
puede desarrollarse sin preparación, pretendiendo
que el entrevistado exprese su situación. Entre sus
principales características hay que destacar:
Solo se tiene una idea de lo que se va a preguntar
Las preguntas que se hacen dependen del tipo y
características de las respuestas.
Se aplicará una entrevista no estructurada a
expertos en el tema con el fin de obtener los datos
actúales con los que se han trabajado los últimos
años ya que no se tiene ninguna referencia.
CAPÍTULO IV
DIAGNÓSTICO
Situación actual
En Venezuela para el 2011 según investigaciones realizadas por Torres
Carmen (2011) las aguas tienen su composición química alterada, de tal
manera que ya no reúnen las condiciones generales para algunos o para el
conjunto de usos que está destinado en su estado natural. Las causas de
esto son:
• La descarga de los desechos industriales y domésticos en ríos,
lagos y mares.
• El uso de plaguicidas, fertilizantes, herbicidas y otros productos
químicos en las actividades agropecuarias.
• Derrames de petróleo.
• El uso del agua como refrigerante de turbinas termoeléctricas,
pues los cambios de temperatura impiden el desarrollo de la fauna y
flora acuáticas.
Los estudios que realizan los organismos encargados del mantenimiento
del saneamiento ambiental han determinado que las regiones y zonas en las
cuales incide más la contaminación del agua son las siguientes:
• Los ríos Guaire y Tuy.
• El lago de Valencia y los ríos tributarios.
• Los valles de los ríos Tocuyo y Aroa.
• Los ríos Unare, Neveri, Manzanares, Guarapiche, y sus
afluentes.
• El lago de Maracaibo.
• Las aguas costeras de sur-este del golfo de Venezuela; como
producto de derrames de petróleo, caída de desechos industriales y
petroquímicos.
En este problema ambiental es importante el aumento constante de
aguas servidas de procedencia doméstica e industrial, en las que hay exceso
de restos orgánicos, cantidades de detergentes y otros residuales que
transforman el equilibrio de las aguas, generando en ella contaminación que
se agrava con la presencia de microorganismos. Todas estas circunstancias
causan grave daño. Se debe tomar en cuenta que las variadas especies de
animales y vegetales que se desarrollan en los hábitat cumplen diariamente
la función de oxidación de las aguas y de limpiarlas de organismos nocivos y
extraños a ese hábitat. Lo que no se logrará, si por desechos tóxicos, la
fauna y la flora desaparecen.
El uso de las aguas para variadas actividades y servicios, genera en ellas
contaminación y las convierte en aguas negras, cargadas de numerosos y
muy variados agentes contaminantes.
Los organismos oficiales han desarrollado programas de obligatorio
cumplimiento por parte de las industrias y empresas, para rescatar la pureza
de las aguas, erradicando de ellas las causas de su contaminación para
implementar el saneamiento ambiental.
Numerosos métodos se están utilizando aplicando en torno a estos
objetivos; los que están dando mejor resultado son las lagunas de oxidación
(la purificación de aguas negras) y las plantas de tratamiento.
En el país el sistema de recuperaciones de las aguas servidas, se ha ido
reformando, tal como lo muestra la revisión del decreto 883, que establece
los límites máximos permisibles, es decir la concentración de los parámetros
físicos, químicos y biológicos que caracterizan un efluente, que al ser
excedido por alguna causa puede causar daños a la salud, bienestar humano
y al ambiente.
Para ellos la gaceta clasifica las aguas según el sitio de descarga:
De las descargas a cuerpos de aguas, los límites máximos de calidad de
vertidos líquidos que sean o vayan a ser descargados, en forma directa o
indirecta, a ríos, estuarios, lagos y embalses:
Parámetros Físico-Químicos Límites máximos o rangos • Aceites minerales e hidrocarburos 20 mg/l • Aceites y grasas vegetales y animales. 20 mg/l • Alkil Mercurio No detectable (*) • Aldehidos 2,0 mg /l • Aluminio total 5,0 mg/l • Arsénico total 0,5 mg/l • Bario total 5,0 mg/l • Boro 5,0 mg/l • Cadmio total 0,2 mg/l • Cianuro total 0,2 mg/l • Cloruros 1000 mg/l • Cobalto total 0,5 mg/l • Cobre total 1,0 mg/l • Color real 500 Unidades de Pt-Co • Cromo Total 2,0 mg/l • Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) 60 mg/l • Demanda Química de Oxígeno (DQO) 350 mg/l • Detergentes Dispersartes 2,0 mg/l • Espuma Ausente • Estaño 5,0 mg/l • Fenoles 0,5 mg/l
• Fluoruros 5,0 mg/l • Fósforo total (expresado como fósforo) 10 mg/l • Hierro total 10 mg/l • Manganeso total 2,0 mg/l • Mercurio total 0,01 mg/l • Nitrógeno total (expresado como nitrógeno) 40 mg/l • Nitritos + Nitratos (expresado como nitrógeno) 10 mg/l • pH 6 – 9 • Plata total 0,1 mg/l • Plomo total 0,5 mg/l • Selenio 0,05 mg/l • Sólidos flotantes Ausentes • Sólidos suspendidos 80 mg/l • Sólidos sedimentables 1,0 ml/l • Sulfatos 1000 mg/l • Sulfitos 2,0 mg/l • Sulfuros 0,5 mg/l • Zinc 5,0 mg/l * Según los métodos aprobados por el Ministerio del
Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables. De las descargas al medio marino-costero, sólo podrán
efectuarse en zonas donde se produzca mezcla rápida del vertido con el cuerpo receptor y cumplirán con los rangos y límites máximos establecidos en la siguiente lista:
• Aceites minerales e hidrocarburos 20 mg/l • Aceites y grasas vegetales y animales 20 mg/l • Alkil Mercurio No detectable (*) • Aluminio total 5,0 mg/l • Arsénico total 0,5 mg/l • Bario total 5,0 mg/l • Cadmio total 0,2 mg/l • Cianuro total 0,2 mg/l • Cobalto total 0,5 mg/l • Cobre total 1,0 mg/l • Color 500 Unidades de Pt/Co • Cromo total 2,0 mg/l • Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) 60 mg/l • Demanda Química de Oxígeno (DQO) 350 mg/l • Detergentes 2,0 mg/l
• Dispersantes 2.0 mg/l • Espuma Ausente • Fenoles 0,5 mg/l • Fluoruros 5,0 mg/l • Fósforo total (expresado como fósforo) 10 mg/l • Mercurio total 0,01 mg/l • Níquel total 2,0 mg/l • Nitrógeno total (expresado como nitrógeno) 40 mg/l • pH 6 - 9 • Plata total 0,1 mg/l • Plomo total 0,5 mg/l • Selenio 0,2 mg/l • Sólidos flotantes Ausentes • Sulfuros 2,0 mg/l • Zinc 10 mg/l * Según los métodos aprobados por el Ministerio del
Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables. De la descarga a redes cloacales, los parámetros de
calidad de los vertidos líquidos que sean o vayan a ser descargados a redes cloacales no deberán ser mayores de los rangos y límites permisibles establecidos en la siguiente lista:
• Aceites minerales e hidrocarburos 20 mg/l • Aceites y grasas vegetales y animales 150 mg/l • Alkil Mercurio No detectable (*) • Aluminio total 5,0 mg/l • Arsénico total 0,5 mg/l • Bario total 5,0 mg/l • Cadmio total 0,2 mg/l • Cianuro total 0,2 mg/l • Cobalto total 0,5 mg/l • Cobre total 1,0 mg/l • Cromo total 2,0 mg/l • Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) 350 mg/l • Demanda Química de Oxígeno (DQO) 900 mg/l • Detergentes 8,0 mg/l • Dispersantes 8.0 mg/l • Fenoles 0,5 mg/l • Fósforo total (expresado como fósforo) 10 mg/l • Hierro total 25 mg/l • Manganeso total 10 mg/l • Mercurio total 0,01 mg/l
• Níquel total 2,0 mg/l • Nitrógeno total (expresado como nitrógeno) 40 mg/l • pH 6 - 9 • Plata total 0,1 mg/l • Plomo total 0,5 mg/l • Selenio 0,2 mg/l • Sólidos flotantes Ausentes • Sólidos suspendidos 400 mg/l • Sólidos totales 1600 mg/l • Sulfatos 400 mg/l • Sulfuros 2,0 mg/l • Temperatura 40°C • Vanadio 5,0 mg/l • Zinc 10 mg/l * Según los métodos aprobados por el Ministerio del
Ambiente y de los recursos Naturales Renovables. Por otro lado se tiene los valores que establece la gaceta
oficial 3219 que se muestra a continuación: • Aceites minerales e hidrocarburos: 20 mg/l • Aceites y grasas vegetales y animales: 30 mg/l • Alkil Mercurio: No detectable (*) • Aldehídos: 2,0 mg/l • Aluminio total: 1,0 mg/l • Arsénico total: 0,1 mg/l • Bario total: 5,0 mg/l • Boro: 5,0 mg/l • Cadmio total: 0,1 mg/l • Cianuro total: 0,1 mg/l • Cloruros: 1000 mg/l • Colbato total: 0,05 mg/l • Cobre total: 0,5 mg/l • Cromo total: 2,0 mg/l • Cromo hexavalente: 0,1 mg/l • Demanda Bioquímica de oxigeno (DBO): 60 mg/l • Demanda química de oxigeno (DQO): 350 mg/l • Detergentes: 2,0 mg/l • Dispersartes: 2,0 mg/l • Espuma: Ausente • Estaño: 5,0 mg/l • Fenoles: 0,05 mg/l • Fluoruros: 5,0 mg/l
• Fosforo total (expresado como fosforo); 1,0 mg/l • Hierro total: 10 mg/l • Manganeso total: 2,0 mg/l • Mercurio total: 0,01 mg/l • Níquel total: 1,0 mg/l • Nitrógeno total (expresado como nitrógeno): 10 mg/l • pH: 6-9 • Plata total: 0,1 mg/l • Plomo total: 0,5 mg/l • Selenio: 0,05 mg/l • Sólidos flotantes: Ausentes • Sólidos sedimentables: 1,0 mg/l • Sólidos suspendidos: 80 mg/l • Sulfitos: 2,0 mg/l • Sulfato: 600 mg/l • Sulfuros: 0,5 mg/l • Zinc: 5,0 mg/l • Órgano fosforados y Carbamatos: 0,25 mg/l • Órgano clorados: 0,05 mg/l * Según los métodos aprobados por el Ministerio del
Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables.
También existen los límites y rangos máximos de concentraciones de los
vertidos líquidos que sean o vayan a ser descargados a redes cloacales,
siguientes:
• Aceites minerales e hidrocarburos: 20 mg/l • Aceites y grasas vegetales y animales: 100 mg/l • Alkil Mercurio: No detectable (*) • Aluminio total: 5,0 mg/l • Arsénico total: 0,5 mg/l • Bario total: 5,0 mg/l • Cadmio total: 0,2 mg/l • Cianuro total: 0,2 mg/l • Colbato total: 0,5 mg/l • Cobre total: 0,5 mg/l • Cloruros: 300 mg/l • Cromo total: 2,0 mg/l • Cromo hexavalente: 0,4 mg/l • Demanda Bioquímica de oxigeno (DBO): 350 mg/l • Demanda química de oxigeno (DQO): 700 mg/l
• Detergentes y/o Dispersartes: 8,0 mg/l • Fenoles: 0,5 mg/l • Fosforo total (expresado como fosforo): 10,0 mg/l • Hierro total: 25 mg/l • Manganeso total: 10 mg/l • Mercurio total: 0,01 mg/l • Níquel total: 1,0 mg/l • Nitrógeno total (expresado como nitrógeno): 40 mg/l • pH: 6-9 • Plata total: 0,1 mg/l • Plomo total: 0,5 mg/l • Selenio: 0,2 mg/l • Sólidos flotantes: Ausentes • Sólidos sedimentables: 100 mg/l • Sólidos suspendidos: 400 mg/l • Sulfato: 400 mg/l • Sulfuros: 1,0 mg/l • Temperatura: Variación respecto a la temperatura de la cloaca
receptora, en sitio de la descarga -5C° • Vanadio: 5,0 mg/l • Zinc: 5,0 mg/l * Según los métodos aprobados por el Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables.
Análisis de las entrevistas
Luego de efectuada las entrevistas a distintos personajes de ámbito
ambiental se conoce:
Algunas de las plantas de tratamientos que actualmente están en
funcionamiento no cuentan con el soporte técnico, ni con los mecanismos
necesarios para garantizar el óptimo proceso y por ende no satisfacen los
requerimientos exigidos para la descarga a los cuerpos de agua, adicional a
esto no se están realizando como es debida la toma de muestra y como
consecuencia no se están cumpliendo con los valores permisibles en cuanto
a pH, DBO, DQO, cloro, de igual forma no se cumple con las obligación en
cuanto a los reportes e informes que exige la ley.
Si bien es cierto que ciertas empresas como Polar C.A y Laboratorios
Reveex tienen un sistema en funcionamiento que satisface y garantiza el
proceso en general, no sucede lo mismo en todas las plantas, al punto tal de
algunas empresas tienen plantas de tratamiento que no ponen en marcha.
Con respecto al diseño los factores que inciden en la elección de las
unidades son el espacio a utilizar, la experiencia del calculista o las
facilidades que tenga para conseguir equipos u otros. Es decir que para
diseñar no se cuenta con parámetros estándares que aseguren la calidad de
proceso o la unificación de las distintas plantas a nivel nacional.
De igual forma un problema grave que se encuentra en las plantas
operativas, es que quienes realizan las labores de mantenimiento y
supervisión de las mismas no son profesionales en el área, o no han recibido
la inducción correcta para operar, con ello se puede concluir que a la hora de
una falla estos operadores no sabrán cómo proceder.
Por todo esto se sabe que si es necesaria una norma que tenga como
objetivo garantizar el diseño de las plantas de tratamiento, tomando en
cuenta los distintos procesos y la tecnología actual, y que sea específica
respecto a los porcentajes de DBO removido en cada unidad. Además que
se pregunto por las plantas en países donde su diseño esta normalizado y se
destaco el buen funcionamiento de ellas.
Memoria fotográfica
Primeramente se muestran imágenes que muestran la situación actual
de Lago de Valencia, señalándose esta como una de las principales cuencas
con problemas de contaminación, de igual forma se muestra el rio Guaire el
cual tienen un plan de saneamiento a través de la planta de tratamiento “El
Chorrito”, si bien es cierto que esta planta no comprende propiamente una
planta de tratamiento de agua residual de origen industrial es una planta
considerablemente grande donde se llegan aguas de distintas industrias que
de manera ilegal descargan directamente sobre el río.
Seguidamente se encuentra fotos de distintas plantas donde se
muestran los sistemas a utilizar y finalmente una de las plantas más
importante de la zona como es la planta de tratamiento de aguas residuales
“La Mariposa” la cual tiene operativa una primera fase y se está
construyendo la planta “La Mariposa II”, con el fin de aumentar en caudal de
entrada motivado a requerimientos de aumento de la población en el Estado
Carabobo.
La planta la Mariposa se destaca a nivel nacional debido a que forma
parte del proyecto Integral de Saneamiento y Control de Nivel de la Cuenca
del Lago de Valencia en un intento de contribuir con el saneamiento de la
Cuenca del Lago.
Figura 5. Vista aérea del Lago de Valencia .
Nota. Altuve y Ramírez (2011)
Figura 6. Lemna en el Lago de Valencia. Nota. Altuve y Ramírez (2011)
Figura 7. Vista del rio Guaire.
Nota. Altuve y Ramírez (2011)
Figura 8. Río Guaire en periodo de lluvia. Nota. Minuto a minuto (2010)
Figura 9. Sistema de desbaste planta “El Chorrito” edo. Miran da Nota. Altuve y Ramirez (2011)
Figura 10. Desarenador tipo ciclón Planta “El Chorrito” Nota. Altuve y Ramírez (2011)
Figura 11. Desarenador Ciclón Planta “El Chorrito” Nota. Altuve y Ramírez (2011)
Figura 12. Sedimentador Planta “El Chorrito ”.
Nota. Altuve y Ramírez (2011)
Figura 13. Descarga final de la planta “El Chorrito”. Nota. Altuve y Ramírez (2011)
Figura 14. Realización de pruebas en la planta “El Chorrito”. Nota. Altuve y Ramírez (2011)
Figura 15. Prueba de sólidos sedimentables en “El Chorrito”. Nota. Altuve y Ramírez (2011)
Figura 16. Muestra al final de tratamiento “El Chorrito”. Nota. Altuve y Ramírez (2011)
Figura 17. Salida de lodos del tanque sedimentador, “Los Chorritos”. Nota. Altuve y Ramírez (2011)
Figura 18. Filtro prensa “Los Chorritos” Nota. Altuve y Ramirez (2011)
Figura 19. Salida del filtro prensa “Los Chorritos”. Nota: Altuve y Ramírez (2011)
Figura 20. Sistema de rejas Planta “Los Guayos”
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 21. Tanque de mezcla.
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 22. Lechos de secado de lodos. Nota. Pottellá Tulio
(2011)
Figura 23. Tubería ranurada para drenaje de lechos de
secado. Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 24. Construcción del tanque de igualación
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 25. Lechos de secado . Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 26. Juntas de PVC de un bulbo en junta de
construcción. Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 27. Reactor biológico Población de Borburata.
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 28. Aireadores superficiales en tanque de igualación.
Avícola “La Gauasima”. Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 29. Separación de sólidos, Avícola “La Guasima”.
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 30. Vertedero de rebose. Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 31. Aireadores superficiales en tanque de igualación.
Avícola “La Guasima” . Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 32. Canaleta tipo Parshall, Avícola “La Guasima”
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 33. Reactor biológico Avícola “La Guasima”
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 34. Sedimentador secundario. Avícola “La Guasima” Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 35. Sistema de cloración avícola “La Guasima”.
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 36. Canaleta Parshall. Avicola “La Guasima”
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 37. Biodiscos. Avícola “La Guasima”
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 38. Sedimentador secundario, avícola “La
Guasima” . Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 39. Aireadores superficiales, Avícola “La Guasima”.
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 40. Sistema de rejas. Planta “Los Guayos”
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 41. Tanque de igualación aforador Parshall, “Planta
Coca-Cola en Panamá” . Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 42. Tanque de cloración. Planta “Coca-cola” en
Barcelona Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 43. Pruebas de laboratorio, cono de Imhoff.
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 44. Tanque sedimentador. Planta Coca-cola en Panamá
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 45. Tanque de cloración. Planta “Coca-cola” en
Panamá. Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 46. Diagrama de la PTAR “La Mariposa”. Nota. Fabio Padoan (2010)
Figura 47. Caudal de entrada en la planta “La Mariposa”. Nota. Fabio Padoan (2010)
Figura 48. Lodos Primarios “La Mariposa”
Nota. Fabio Padoan(2010)
Figura 49. “Escalator” PTAR “La Mariposa”
Nota. Fabio Padoan (2010)
Figura 50. Acumulación de sedimentos PTAR “La Mariposa” Nota. Fabio Padoan (2010)
Figura 51. Reuso del agua tratada . Nota. Pottellá Tulio
(2011)
Figura 52. Vista de un reuso del agua tratada.
Nota. Pottellá Tulio (2011)
Figura 53. Filtro banda (prensa) Nota. Universidad de Santiago de Compostela (2011)
Figura 54. Lecho de secado. Nota.Tulio Pottellá (2011)
Figura 55. Sistema de bombeo. Nota. Tulio Pottellá (2011)
Figura 56. Dilacerador Nota. (Rojas, 1995)
A continuación se presenta la primera Propuesta de Normas Técnicas
para el diseño de sistemas físico
aguas residuales en Venezuela para garantizar la elaboración de proyectos
de diseño de sistemas de plantas de tr
de uso para garantizar un mejor desempeño y rendimiento de las unidades,
basada en los lineamientos de normalizaciones técnicas, documentos e
investigaciones nacionales e internacionales que establecen los criterios de
diseño, evaluación y control de las unidades que componen los sistemas
físicos químicos y afectan la calidad de ellos y por ende la calidad de vida del
ser humano.
CAPITULO V
LA PROPUESTA
A continuación se presenta la primera Propuesta de Normas Técnicas
para el diseño de sistemas físico-químicos en plantas de tratamiento de
aguas residuales en Venezuela para garantizar la elaboración de proyectos
de diseño de sistemas de plantas de tratamiento y optimizar las condiciones
de uso para garantizar un mejor desempeño y rendimiento de las unidades,
basada en los lineamientos de normalizaciones técnicas, documentos e
investigaciones nacionales e internacionales que establecen los criterios de
diseño, evaluación y control de las unidades que componen los sistemas
físicos químicos y afectan la calidad de ellos y por ende la calidad de vida del
A continuación se presenta la primera Propuesta de Normas Técnicas
químicos en plantas de tratamiento de
aguas residuales en Venezuela para garantizar la elaboración de proyectos
atamiento y optimizar las condiciones
de uso para garantizar un mejor desempeño y rendimiento de las unidades,
basada en los lineamientos de normalizaciones técnicas, documentos e
investigaciones nacionales e internacionales que establecen los criterios de
diseño, evaluación y control de las unidades que componen los sistemas
físicos químicos y afectan la calidad de ellos y por ende la calidad de vida del
TÍTULO I DISPOSICIONES GENERALES
Artículo 1: Esta norma tiene por objeto dar una guía en el diseño de
proyectos sistemas de tratamiento de aguas residuales en los niveles
preliminares, y primario.
Artículo 2: El diseño de sistemas físico-químicos de plantas de
tratamiento de aguas residuales queda sometido a control y vigilancia, en
cuanto se refiere al cumplimiento de las disposiciones contenidas en esta
norma.
Artículo 3: Quedan sujetos al cumplimiento de las presentes normas las
personas naturales o jurídicas, públicas o privadas, propietarios o responsables
del tratamiento de las aguas residuales de origen industrial, incluyendo la
producción, conducción, almacenamiento y entrega de esta en los respectivos
cuerpos de agua.
Artículo 4: A los fines de la aplicación de las presentes Normas se
establecen las siguientes definiciones:
Adsorción: Fenómeno físico-químico que consiste en la fijación de sustancias
gaseosas, líquidas o moléculas libres disueltas en la superficie de un sólido.
Absorción: Fijación y concentración selectiva de sólidos disueltos en el interior
de un material sólido, por difusión.
Acidez: La capacidad de una solución acuosa para reaccionar con los iones
hidroxilo hasta un pH de neutralización.
Acuífero: Formación geológica de material poroso capaz de almacenar una
apreciable cantidad de agua.
Aeración: Proceso de transferencia de oxígeno del aire al agua por medios
naturales (flujo natural, cascadas, etc.) o artificiales (agitación mecánica o
difusión de aire comprimido).
Aeración mecánica: Introducción de oxígeno del aire en un líquido por acción
de un agitador mecánico.
Afluente: Agua u otro líquido que ingresa a un reservorio, planta de tratamiento
o proceso de tratamiento.
Agua residual : Agua que ha recibido un uso y cuya calidad ha sido modificada
por la incorporación de agentes contaminantes.
Agua residual tratada: agua procesada en plantas de tratamiento para
satisfacer los requisitos de calidad en relación a la clase de cuerpo receptor a
que serán descargadas.
Análisis: El examen de una sustancia para identificar sus componentes.
Bases de diseño: Conjunto de datos para las condiciones finales e
intermedias del diseño que sirven para el dimensionamiento de los procesos de
tratamiento. Los datos generalmente incluyen: poblaciones, caudales,
concentraciones y aportes per cápita de las aguas residuales. Los parámetros
que usualmente determinan las bases del diseño son: DBO, sólidos en
suspensión, coliformes fecales y nutrientes.
Biodegradación: Transformación de la materia orgánica en compuestos
menos complejos, por acción de microorganismos.
By-pass: Conjunto de elementos utilizados para desviar el agua residual de un
proceso o planta de tratamiento en condiciones de emergencia, de
mantenimiento o de operación.
Carga del diseño: Relación entre caudal y concentración de un parámetro
específico que se usa para dimensionar un proceso del tratamiento.
Carga superficial: Caudal o masa de un parámetro por unidad de área que se
usa para dimensionar un proceso del tratamiento.
Caudal pico: Caudal máximo en un intervalo dado.
Caudal máximo horario: Caudal a la hora de máxima descarga.
Caudal medio: Promedio de los caudales diarios en un período determinado.
Certificación: Programa de la entidad de control para acreditar la capacidad
del personal de operación y mantenimiento de una planta de tratamiento.
Clarificación: Proceso de sedimentación para eliminar los sólidos
sedimentables del agua residual.
Cloración : Aplicación de cloro o compuestos de cloro al agua residual para
desinfección y en algunos casos para oxidación química y control de olores.
Coagulación : Aglomeración de partículas coloidales (<0,001 mm) y dispersas
(0,001 a 0,01mm) en coágulos visibles, por adición de un coagulante.
Coagulante : Electrolito simple, usualmente sal inorgánica, que contiene un
catión multivalente de hierro, aluminio o calcio. Se usa para desestabilizar las
partículas coloidales favoreciendo su aglomeración.
Compensación: Proceso por el cual se almacena agua residual y se amortigua
las variaciones extremas de descarga, homogenizándose su calidad y
evitándose caudales pico.
Criterios de diseño : Guías de ingeniería que especifican objetivos, resultados
o límites que deben cumplirse en el diseño de un proceso, estructura o
componente de un sistema.
Demanda bioquímica de oxigeno (DBO ): Cantidad de oxigeno que requieren
los microorganismos para la estabilización de materia orgánica bajo
condiciones de tiempo y temperatura especifica (generalmente 5 días 20°C).
Demanda química de oxigeno (DQO): Medida de la cantidad de oxígeno
requerido para la oxidación química de la materia orgánica del agua residual,
usando como oxidantes sales inorgánicas de permanganato o dicromato de
potasio.
Depuración de las aguas residuales : Purificación o remoción de sustancias
objetables de las aguas residuales; se aplica exclusivamente a procesos de
tratamiento de líquidos.
Derrame accidental: Descarga directa o indirecta no planificada de un líquido
que contiene sustancias indeseables que causan notorios efectos adversos en
la calidad del cuerpo receptor. Esta descarga puede ser resultado de un
accidente, efecto natural u operación inapropiada.
Desarenadores: Cámara diseñada para reducir las velocidades del agua
residual y permite la remoción de sólidos minerales (arenas y otros), por
sedimentación.
Descarga controlada: Regulación de la descarga del agua residual cruda para
eliminar las variaciones extremas de caudal y calidad.
Desecho ácido: Descarga que contiene una apreciable cantidad de acidez
entiéndase pH bajo.
Desecho peligroso: Desecho que tiene una o más de las siguientes
características: corrosivo, reactivo, explosivo, tóxico, inflamable o infeccioso.
Desecho industrial: Desecho originado en la manufactura de un producto
específico.
Deshidratación de lodos: Proceso de remoción del agua contenida en los
lodos.
Desinfección: La destrucción de microorganismos presentes en las aguas
residuales mediante el uso de un agente desinfectante.
Dilaceradores : Los dilaceradores son trituradores, que se descartan como
opción por el gran consumo de energía eléctrica que realiza. Por esta razón no
es común la utilización, ya que no aporta grandes ventajas.
Disposición final: Disposición del efluente o del lodo tratado de una planta de
tratamiento.
Difusor: Placa porosa, tubo, artefacto o material, a través de la cual se inyecta
aire comprimido u otros gases en burbujas, a la masa líquida.
Eficiencia del tratamiento: Relación entre la masa o concentración removida
y la masa o concentración aplicada, en un proceso o planta de tratamiento y
para un parámetro específico. Puede expresarse en decimales y porcentaje.
Efluente: Líquido que sale de un proceso de tratamiento.
Efluente final: Líquido que sale de una planta de tratamiento de aguas
residuales.
Electrocoagulación: Consiste en la formación de los reactivos in situ mediante
la utilización de una célula electrolítica. El ánodo suele ser de aluminio,
formándose cationes de Al3+, mientras en el cátodo se genera H2, siendo útil si
la separación posterior de la materia es por flotación.
Emisario submarino: Tubería y accesorios complementarios que permiten la
disposición de las aguas residuales pretratadas en el mar.
Emisor: Canal o tubería que recibe las aguas residuales de un sistema de
alcantarillado hasta una planta de tratamiento o de una planta de tratamiento
hasta un punto de disposición final.
Estructura de llegada: Dispositivos de la planta de tratamiento
inmediatamente después del emisor y antes de los procesos de tratamiento
Factor de carga: Parámetro operacional y de diseño del proceso de lodos
activados que resulta de dividir la masa del sustrato (kg DBO/d) que alimenta a
un tanque de aeración, entre la masa de microorganismos en el sistema,
representada por la masa de sólidos volátiles.
Fuente no puntual : Fuente de contaminación dispersa.
Fuente puntual: Cualquier fuente definida que descarga o puede descargar
contaminantes.
Grado de tratamiento: Eficiencia de remoción de una planta de tratamiento
de aguas residuales para cumplir con los requisitos de calidad del cuerpo
receptor.
Igualación: Ver compensación.
Impacto ambiental: Cambio o efecto sobre el ambiente que resulta de una
acción específica.
Interceptor: Canal o tubería que recibe el caudal de aguas residuales de
descargas transversales y las conduce a una planta de tratamiento.
Intercambio Iónico : Es una operación en la que se utiliza un material,
habitualmente denominado resinas de intercambio iónico, que es capaz de
retener selectivamente sobre su superficie los iones disueltos en el agua, los
mantiene temporalmente unidos a la superficie, y los cede frente a una
disolución con un fuerte regenerante.
Irrigación superficial: Aplicación de aguas residuales en el terreno de tal
modo que fluyan desde uno o varios puntos hasta el final de un lote.
IVL (Índice Volumétrico de lodo): Volumen en mililitros ocupado por un
gramo de sólidos, en peso seco, de la mezcla lodo/agua tras una
sedimentación de 30 minutos en un cilindro graduado de 1000 ml.
Lecho de secado: Tanques de profundidad reducida con arena y grava sobre
drenes, destinado a la deshidratación de lodos por filtración y evaporación.
Manejo de aguas residuales: Conjunto de obras de recolección, tratamiento y
disposición y acciones de operación, monitoreo, control y vigilancia en relación
a las aguas residuales.
Medio filtrante: Material granular a través del cual pasa el agua residual con el
propósito de purificación, tratamiento o acondicionamiento.
Metales pesados: Elementos metálicos de alta densidad (por ejemplo,
mercurio, cromo, cadmio, plomo) generalmente tóxicos, en bajas
concentraciones al hombre, plantas y animales.
Muestra compuesta: Combinación de alícuotas de muestras individuales,
cuyo volumen parcial se determinara en proporción al caudal de agua residual
al momento del muestreo.
Muestra puntual: Muestra tomada al azar a una hora determinada, su uso es
obligatorio para el examen de un parasito que normalmente no persevera.
Muestreador automático: Equipo que toma muestras individuales, a intervalos
predeterminados.
Muestreo: Toma de muestras de volumen predeterminado y con la técnica de
preservación correspondiente con el parasito a analizar.
Obras de llegada: Dispositivos de la planta de tratamiento inmediatamente
después del emisor y antes de los procesos de tratamiento.
Oxigeno disuelto: Concentración de oxigeno solubilidad en un líquido.
pH: Logaritmo con signo negativo de la concentración de iones hidrógenos,
expresados en moles por litro.
Planta de tratamiento: Infraestructura y procesos que permiten la depuración
de las aguas residuales.
Polielectrolitos : Pueden ser polímeros naturales o sintéticos, no iónicos
(poliacrilamidas) aniónicos (ácidos poliacrílicos) o catiónicos (polivinilaminas).
Las cantidades a dosificar son mucho menores que para las sales, pero tanto la
eficacia como el coste es mucho mayor.
Planta piloto: Planta de tratamiento a escala, utilizada para la determinación
de las constantes cinéticas y parámetros de diseño del proceso.
Pretratamiento: Proceso que acondicionan las aguas residuales para su
tratamiento posterior.
Precipitación: Consiste en la eliminación de una sustancia disuelta
indeseable, por adición de un reactivo que forme un compuesto insoluble con el
mismo, facilitando así su eliminación por cualquiera de los métodos descritos
en la eliminación de la materia en suspensión.
Procesos electroquímicos: Está basado en la utilización de técnicas
electroquímicas, haciendo pasar una corriente eléctrica a través del agua (que
necesariamente ha de contener un electrolito) y provocando reacciones de
oxidación-reducción tanto en el cátodo como en el ánodo.
Reja gruesa: Artefacto generalmente de barras paralelas de separación
uniforme (4 a 10 cm) para remover sólidos flotantes de gran tamaño.
Reja media: Estructura de barras paralelas de separación uniforme (2 a 4cm)
para remover sólidos flotantes y en suspensión; generalmente se emplea en el
tratamiento preliminar.
Reuso de aguas residuales: Utilización de aguas residuales debidamente
tratadas para un propósito específico.
Sales de Fe 3+: Pueden ser Cl3Fe o Fe2(SO4)3, con eficacia semejante. Se
pueden utilizar tanto en estado sólido como en disoluciones. La utilización de
una u otra está en función del anión, si no se desea la presencia de cloruros o
sulfatos.
Sales de Al 3+: Suele ser Al2(SO4)3 o policloruro de aluminio. En el primer caso
es más manejable en disolución, mientras que en el segundo presenta la
ventaja de mayor porcentaje en peso de aluminio por kg dosificado.
Sedimentación final: Ver sedimentación secundaria.
Sedimentación primaria: Remoción de material sedimentable presente en las
aguas residuales crudas. Este proceso requiere el tratamiento posterior del
lodo decantado.
Sedimentación secundaria: Proceso de separación de la biomasa en
suspensión producida en el tratamiento biológico.
Sistema de tratamiento: conjunto de procesos físicos-químicos o biológicos,
cuya finalidad es mejorar la calidad del agua residual a la que se le aplique.
Tóxicos: Elementos o compuestos químicos capaces de ocasionar daño por
contacto o acción sistémica a plantas, animales y al hombre.
Tratamiento avanzado: Proceso de tratamiento usado para alcanzar un grado
de tratamiento superior al tratamiento secundario. Puede implicar la remoción
de varios parámetros como:
• Remoción de sólidos en suspensión (clarificación química,
filtración, etc.);
• Remoción de complejos orgánicos disueltos (adsorción, oxidación
química, etc.);
• Remoción de compuestos inorgánicos disueltos (destilación,
electrodiálisis, intercambio iónico, ósmosis inversa, precipitación
química, etc.);
• Remoción de nutrientes (nitrificación-denitrificación, desgasificación
del amoníaco, precipitación química, asimilación, etc.).
Tratamiento conjunto: Tratamiento de aguas residuales domésticas e
industriales en la misma planta.
Tratamiento de lodos: Procesos de estabilización, acondicionamiento y
deshidratación de lodos.
Tratamiento preliminar: Ver pretratamiento.
Tratamiento primario: Remoción de una considerable cantidad de
materia en suspensión sin incluir la materia coloidal y disuelta.
Tratamiento químico: Aplicación de compuestos químicos de las aguas
residuales para obtener un resultado deseado; comprende los procesos
de precipitación, coagulación, floculación, acondicionamiento de lodos,
desinfección, etc.
Tratamiento secundario: Nivel de tratamiento que permite lograr la
remoción de materia orgánica biodegradable y sólidos en suspensión
TÍTULO II
DEBERES Y RESPONSABILIDAD ES
Artículo 5: Los deberes y responsabilidades del organismo competente:
• Promover y apoyar la vigilancia sanitaria de los de los diseños de
tratamiento de las aguas residuales.
• Definir las directrices para el establecimiento de sistemas de
vigilancia y control de calidad de las aguas descargadas.
• Ejecutar acciones de vigilancia de la calidad de agua residual tratada
en coordinación con las autoridades competentes.
• Consolidad la información suministrada por la autoridad sanitaria
estatal competente sobre las actividades realizadas para la vigilancia
sanitaria de la calidad de las aguas tratadas, con el fin de mantener
el control de los factores de riesgo que puedan producir impacto
para la salud.
• Coordinar la revisión, actualización y elaboración de normativas
técnicas en la materia relacionada con la calidad de agua tratada.
Artículo 6: De los deberes y responsabilidades a nivel estatal:
• Vigilar el cumplimento de las regulaciones sanitarias vigentes sobre
las aguas residuales tratadas.
• Otorgar la conformidad sanitaria de los proyectos de aguas
residuales tratadas.
• Otorgar permiso de operaciones de sistemas de tratamiento.
• Para otorgar la conformidad de uso señalados en el literal anterior,
las muestras deben ser captadas en presencia de la autoridad
sanitaria estatal competente y analizada por un laboratorio
registrado en el Ministerio del Ambiente.
• Reportar a la Autoridad Sanitaria en el nivel nacional los resultados
de la vigilancia y control del agua tratada para alimentar el sistema
de vigilancia epidemiológico sanitario ambiental.
Artículo 7: Los deberes y responsabilidades de los usuarios:
• Realizar las caracterizaciones con las frecuencias establecidas en
las presentes normas.
• Llevar un libro de registro y control sobre las caracterizaciones
realizadas (diarias y periódicas).
• Suministrar a las autoridades competentes estatales la información
de la calidad de agua de tratamiento.
• Permitir el acceso a las instalaciones a las autoridades competentes
debidamente identificadas con el fin de cumplir la vigilancia y el
control de la calidad del agua.
Artículo 8: Comunicar inmediatamente a la autoridad sanitaria estatal la
detección de cualquier anomalía operacional del sistema o la no conformidad
de la calidad de agua tratada identificada como riesgo para la salud.
TÍTULO III
ORIENTACIÓN BÁSICA PARA EL DISEÑO
Artículo 9: El requisito fundamental antes de proceder al diseño
preliminar o definitivo de un sistema de tratamiento de aguas residuales, es
haber realizado el estudio del cuerpo receptor. El estudio del cuerpo receptor
deberá tener en cuenta las condiciones más desfavorables. El grado de
tratamiento se determinará de acuerdo con las normas de calidad del cuerpo
receptor.
En caso de aprovechamiento de efluentes de las plantas de tratamiento de
aguas residuales, el grado de tratamiento se determinará de conformidad con
los requisitos de calidad para cada tipo de aprovechamiento de acuerdo a la
norma.
Una vez determinado el grado de tratamiento requerido, el diseño debe
efectuarse de acuerdo con las siguientes etapas:
1. Estudio de factibilidad, el mismo tiene que tener los siguientes
componentes:
• Caracterización de las aguas residuales de origen industrial.
• Determinación de los caudales actuales y futuros.
• Aportes per cápitas actuales y futuros.
• Selección de los procesos de tratamiento.
• Predimensionamiento de alternativas de tratamiento.
• Factibilidad de técnico-económico de las alternativas y
selección de las más favorables.
2. El diseño definitivo de una planta comprende:
• Estudios adicionales de caracterización que sean
requeridos.
• Estudios de tratabilidad de las aguas residuales, con el uso
de plantas a escala de laboratorio o piloto, cuando lo amerite
el caso.
• Dimensionamiento de los procesos de tratamiento de la
planta.
• Diseño hidráulico sanitario.
• Diseño estructural, mecánico, eléctrico y arquitectónico.
• Planos y memoria técnica del proyecto.
• Manual de operación y mantenimiento.
3. Según el tamaño e importancia de la instalación que se va a diseñar
se podrán combinar las etapas de diseño mencionadas, previa la
autorización de la entidad sanitaria.
4. Toda planta de tratamiento deberá contar con una cerca perimetral
y medidas de seguridad.
5. De acuerdo con el tamaño e importancia del sistema de
tratamiento, deberá considerarse infraestructura complementaria:
casetas de vigilancia, almacén, laboratorio, vivienda del operador y
otras instalaciones que señale el organismo competente.
Artículo 10: Para la caracterización de las aguas residuales se realizara
para cada descarga importante, 3 días de medición de caudal y muestreo
horario de 24 horas de duración y se determinará el caudal y la temperatura en
el campo. Deben efectuarse días diferentes de semana. A partir del muestreo
horario se conformarán muestras compuestas; todas las muestras deberán ser
preservadas de acuerdo a métodos estándares para análisis de aguas
residuales. En muestras compuestas se determinara como mínimo los
siguientes parámetros:
• Demanda bioquímica de oxígeno (DBO) 5 días y 20 °C
• Demanda química de oxigeno (DQO).
• Sólidos sedimentables.
Artículo 11: Se efectuará análisis estadísticos de los datos generados y si
no son representativos, se procederá a ampliar los muestreos para programas
de caracterización.
Artículo 12: Con la información recolectada se determinarán las bases de
diseño. Las bases del diseño consiste en la determinación de las condiciones
actuales, futuras (final del periodo de diseño), e intermedias (cada 5 años) los
valores de los siguientes parámetros:
• Actividad y producción total.
• Caudales medios e infiltración del sistema.
• Caudales máximos y mínimos horarios.
• Concentraciones de contaminantes como: DBO, DQO, sólidos en
suspensión y coliformes en el agua residual.
Artículo 13: El caudal medio de diseño se determinará tomando en
cuenta la sumatoria del caudal medio del efluente industrial mas el caudal
medio de infiltración. Los caudales en exceso provocados por el drenaje pluvial
deberán ser desviados antes del ingreso a la planta de tratamiento mediante
estructuras de aliviaderos.
Artículo 14: En ningún caso se permitirá la descarga de aguas residuales
sin tratamiento a un cuerpo receptor, aun cuando los estudios indiquen que no
es necesario el tratamiento. En este caso el tratamiento mínimo que deberán
recibir las aguas residuales antes de su descarga deberá ser el tratamiento
primario.
Artículo 15: Una vez determinado el grado de tratamiento, se procederá a
la selección de los procesos de tratamiento para las aguas residuales. Se
seleccionarán los procesos que puedan ser construidos y mantenidos sin
mayor dificultad, reduciendo al mínimo la mecanización y automatización de las
unidades y evitando al máximo la importación de partes y equipos.
Artículo 16: Para la selección del proceso de tratamiento de las aguas
residuales se usará como guía las siguientes tablas
Tabla 3
Valores de remoción
PROCESO DE TRATAMIENTO
REMOCIÓN (%) REMOCIÓN
ciclos log10
DBO Sólidos en suspensión Bacterias Helmintos
Sedimentación primaria 25-30 40-70 0-1 0-1
Lodos activados (a) 70-95 70-95 0-2 0-1
Filtros percoladores (a) 50-90 70-90 0-2 0-1
Lagunas aireadas (b) 80-90 (c) 1-2 0-1
Zanjas de oxidación (d) 70-95 80-95 1-2 0-1
Lagunas de estabilización (e)
70-85 (c) 1-6 1-4
(a) precedidos y seguidos de sedimentación
(b) incluye laguna secundaria
(c) dependiente del tipo de lagunas
(d) seguidas de sedimentación
(e) dependiendo del número de lagunas y otros factores como: temperatura,
período de retención y forma de las lagunas.
Nota. Altuve y Ramirez (2011)
Tabla 4.
Operaciones y procesos unitarios para el tratamiento físico-químico
Operaciones y procesos unitarios utilizados en el t ratamiento físico -
químicos
Rejas y tamices Eliminación por intercepción de sólidos de gran
tamaño
Dilaceradores y
trituradores Trituración de los sólidos del agua residual
Desarenadores Eliminación de arenas
Separadores y
colectores de grasa
Eliminación de sólidos flotantes más ligeros, tales
como grasas, jabón, corcho, madera, residuos
vegetales, entre otros
Pre aireación Mejora de la distribución hidráulica, aportación de
oxigeno disuelto
Floculación Mejora de la sedimentación de los sólidos
suspendidos
Sedimentación Eliminación de los sólidos sedimentables y material
flotante
Flotación Eliminación de grasas y sólidos suspendidos
finamente divididos
Precipitación química
Eliminación de fósforo y de los sólidos coloidales y
sedimentables. Primera fase del tratamiento
químico completo del agua residual
Bombeo del lodo Eliminación del solido del fondo de los tanques de
sedimentación.
Cloración Control de olor, oxidación, desinfección, etc.
Nota. Altuve y Ramirez (2011)
Artículo 17: El proceso de tratamiento a que debe someterse una agua
residual no dependerá solo de sus características y en ello también influye la
eficiencia de remoción de las unidades, se presenta una tabla con la eficiencia
de algunas unidades:
Tabla 5.
Eficiencia de las diversas unidades de proceso de tratamiento (en porcentaje)
Unidad de proceso DBO Sólidos en
suspensión Bacterias Coliformes
Rejillas finas 5-10 5-20 10-20 - Cloración del agua
residual bruta o sedimentada
15-30 - 90-95 -
Sedimentación simple 25-45 40-70 25-75 40-60
Precipitación química 45-85 65-90 40-80 60-90
Filtración biológica 75-90 70-90 90-95 80-90 Lodos activados 80-97 80-97 90-98 90
Filtros intermitentes de arena 75-90 85-95 95-98 85-95
Cloración de aguas residuales tratadas
biológicamente 80-97 - 98-99 -
Nota. NTM (2006)
Artículo 18: Una vez seleccionado los procesos de tratamiento para las
aguas residuales, se procederá al dimensionamiento de alternativas. En esta
etapa se determinará el número de unidades de los procesos que se van a
construir en las distintas fases de implementación y otros componente de la
planta de tratamiento, como: tuberías, canales de interconexión, edificaciones
para operación y control, arreglos exteriores, etc. Así mismo, se determinaran
los rubros de operaciones y mantenimiento, como de consumo de energía y
personal necesario para las diferentes fases.
Artículo 19: Los proyectos deberán estar acompañados de evaluaciones
de los impactos ambientales y de vulnerabilidad ante desastres de cada una de
las alternativas, así como las medidas de mitigación correspondientes.
TÍTULO IV
PARA LOS ESTUDIOS DE INGENIERÍA BÁSICA
Artículo 20: El propósito de los estudios de ingeniería básica es desarrollar
la información adicional para que los diseños definitivos puedan concebirse con
un mayor grado de seguridad. Entre los trabajos que se pueden realizar en este
nivel se encuentran:
• Estudios adicionales de caracterización de las aguas residuales o
desechos industriales que puedan requerirse para obtener datos que
tengan un mayor grado de confianza.
• Estudios de fondo y movimientos de tierras en general.
• La finalidad de los estudios de tratabilidad es determinar en forma
experimental el comportamiento de la biomasa. En algunas
circunstancias se tratara de determinar el comportamiento del proceso
de tratamiento, frente a sustancias inhibidoras o tóxicas. Estos estudios
deben llevarse a cabo obligatoriamente para regiones donde se
considere el uso inmediato de aguas del cuerpo receptor.
• Los estudios de tratabilidad podrán llevarse a cabo en plantas a
escala de laboratorio, con una capacidad de alrededor de 40 l/d o planta
a escala piloto con una capacidad de alrededor 40-60m3/d. El tipo
tamaño y secuencia de los estudios se determinaran de acuerdo con las
condiciones específicas del desecho.
• Se debe tomar en cuenta para los desechos industriales el tipo de
tratabilidad físico-química que sea requerida de acuerdo con la
naturaleza del desecho.
Artículo 21: Cuando se considere conveniente se realizaran en forma
adicional, estudios de tratabilidad inorgánica para desarrollas criterios de diseño de
otros procesos, como por ejemplo:
• Ensayos de sedimentación en columnas, para el diseño de
tratamientos primarios.
• Ensayos de sedimentación y espesamiento, para el diseño de
sedimentadores secundarios.
• Ensayos de dosificación química para el proceso de
neutralización.
• Prueba de jarras para tratamiento físico-químico.
TÍTULO V
DISPOSICIONES ESPECÍFICAS PARA DISEÑOS DEFINITIVOS
Capítulo I: Aspectos generales
Artículo 22: El diseño del sistema de tratamiento deberá estar sujeto a un
cuidadoso análisis para justificar el dimensionamiento de los procesos de la
planta para condiciones por encima del promedio.
Artículo 23: Se incluirá un aliviadero antes del ingreso a la planta para que
funcione cuando el caudal sobrepase el caudal máximo horario de diseño de la
planta y regrese al sistema.
Artículo 24: Para el diseño definitivo de la planta de tratamiento se deberá
contar como mínimo con la siguiente información básica:
• Levantamiento topográfico detallado de la zona detallando donde
se ubicaran las unidades de tratamiento y la zona de descarga de los
efluentes.
• Datos geológicos y geotécnicos necesarios para el diseño
estructural de las unidades, incluido nivel freático en caso de ser
necesario.
• Datos hidrológicos del cuerpo receptor, incluido el nivel máximo de
inundación para posibles obras de protección caso de ser necesario.
• Datos climáticos de la zona caso de ser necesario.
• Disponibilidad y confiabilidad del servicio de energía eléctrica caso
de ser necesario.
Artículo 25: El diseño definitivo de una planta de tratamiento de aguas
residuales consistirá de la memoria descriptiva y cálculo con los planos de
proyecto, deberán presentarse teniendo en consideración que la contratación
de la ejecución de las obras deberá incluir la puesta en marcha de la planta de
tratamiento.
Artículo 26: Los documentos a presentarse comprenden:
• Memoria descriptiva y cálculo.
• La información básica señalada en el título IV.
• Los resultados del estudio del cuerpo receptor ser necesario.
• Resultados de la caracterización de las aguas residuales y de los
ensayos de tratabilidad en caso de ser necesario.
• Dimensionamiento de los procesos unitarios de tratamiento.
• Resultado de la evaluación de impacto ambiental en caso de ser
necesario.
• Manual de operación y mantenimiento.
Artículo 27: El proyecto deberá contener:
• Planos a nivel de ejecución de obra, dentro de los cuales, sin
carácter limitante deben incluirse:
o Planimetría general de la obra, ubicación de las unidades
de tratamiento.
o Diseños hidráulicos y sanitarios de los procesos e
interconexiones entre los procesos, los cuales comprenden planos
de planta, cortes, perfiles hidráulicos y demás detalles
constructivos.
o Planos estructurales, mecánicos, eléctricos y
arquitectónicos.
o Planos de obras generales como obras de protección,
caminos, arreglos interiores, laboratorios, vivienda del operador,
caseta de guardia, cerca perimetral, etc.
Artículo 28: Los sistemas de tratamiento deben ubicarse en un área
suficientemente extensa y fuera de la influencia de inundaciones, y en caso de
no ser posibles, se deberán proyectar obras de protección. El área deberá estar
lo más alejada posible de los centros poblados. Las distancias deben
justificarse en el estudio de impacto ambiental.
El proyecto debe considerar un área de protección alrededor del sistema
de tratamiento, determinada en el estudio de impacto ambiental. El proyectista
podrá justificar las distancias pequeñas si se incluye en el diseño procesos de
control de olores y otras contingencias perjudiciales en caso de ser necesario.
Artículo 29: A partir del título VI en adelante se detallan los criterios que se
utilizaran para el dimensionamiento de las unidades de tratamiento y
estructuras complementarias. Los valores que se incluyen son referenciales y
están basados en el estado del arte de la tecnología de tratamiento de aguas
residuales y podrán ser modificados pro el proyectista, previa presentación, a la
autoridad competente, de la justificación sustentadora basada en
investigaciones y el desarrollo tecnológico. Los resultados de las
investigaciones realizadas en el nivel local podrán ser incorporadas a la norma
en actualizaciones posteriores.
Así mismo, todo proyecto de sistema de tratamiento de aguas residuales,
deberá ser elaborado por un ingeniero sanitario colegiado, quien asume la
responsabilidad de la puesta en marcha del sistema. El ingeniero responsable
del diseño no podrá delegar a terceros dicha responsabilidad.
En el Expediente Técnico del proyecto, deberá incluir las especificaciones
de calidad de los materiales de construcción y otras especificaciones relativas a
los procesos constructivos, acordes con las normas de diseño y uso de los
materiales estructurales del Reglamento Nacional.
La calidad de las tuberías y accesorios utilizados en la instalación de planta
de tratamiento, deberá especificarse en concordancia con las normas técnicas
relativas a tuberías y accesorios.
TÍTULO VI
CARACTERIZACION Y CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS RESIDU ALES
PARA EL TRATAMIENTO
Capítulo I: Caracterización del agua residual
Artículo 30: La evaluación de las diferentes características de un agua
residual debe seguir los métodos normales o estándar. Además una
caracterización acertada de agua requiere una técnica apropiada de muestreo
que asegure resultados representativos.
Artículo 31: Para que una muestra sea representativa, se debe tomar en
sitios de muestreos con flujo turbulento donde en agua este bien mezclada. El
sitio de muestreo se debe seleccionar de acuerdo con cada problema individual
de estudio.
Artículo 32: Los periodos de muestreo dependerán del régimen de
variación del caudal, de la disponibilidad de recursos económicos y de los
propósitos del programa de muestreo.
Artículo 33: El análisis del uso de agua y de mas fuentes de
contaminantes son necesarios para la elaboración de diagramas de flujo que
permitan formular mas apropiadamente un programa de muestreo.
Artículo 34: El diseño de proceso de las unidades de tratamiento debe
basarse en el caudal máximo semanal para el periodo de diseño, excepto en
casos especiales. El diseño hidráulico de la planta debe hacerse para el caudal
máximo horario. Los caudales industriales deben calcularse para los periodos
críticos de producción. La modularización de caudales para la expansión futura
de la planta de tratamiento debe asociarse a estudios de costo mínimo, con
excepción del nivel bajo de complejidad.
Capítulo II: Recolección y preserveración de muestr as
Artículo 35: La cantidad de cada muestra simple es proporcional al caudal
instantáneo de está.
Artículo 36: Se debe calcular el volumen de muestra necesario, por
unidad de caudal de acuerdo con la siguiente expresión :
������� ����� � = ������� ����� �� �� ������ ������� ������ ������ � ∗ ������ �� ������
Ecuación 1. Volumen de la muestra
Artículo 37: Se calcularan los volúmenes individuales de cada muestra
multiplicando el resultado del volumen necesario descrito en el artículo anterior
por el caudal correspondiente.
Artículo 38: Las muestras simples, sólo representa la composición del
agua para ese tiempo y lugar específicos.
Artículo 39: Las muestras simples son necesarias cuando el flujo del agua
residual no es continuo, cuando la descarga de contaminantes es intermitente,
cuando las características del residuo son relativamente constantes o cuando
el parámetro que se a analizar puede cambiar de manera significativa durante
el periodo de muestreo.
Artículo 40: Dicha muestra puede ser representativa de espacios y
tiempos mayores si se sabe con anterioridad que la composición es constante
en el tiempo y que no existen gradientes de concentración espaciales. Las
muestras instantáneas se usan para:
• Estudiar variaciones y extremos en un flujo de desechos en
determinado periodo.
• Evaluar la descarga si esta ocurre intermitentemente durante
periodos cortos.
• Determinar si la composición de la corriente para hacer el
muestreo es razonablemente constante.
• Determinar si los componentes por analizar son inestables o no
pueden ser preservados.
Artículo 41: En general se usan muestras simples para el análisis de
oxígeno disuelto, cloro residual, temperatura, pH, alcalinidad y acidez,
coliformes y grasas y aceites.
Artículo 42: Las muestras compuestas son la mezcla de varias muestras
instantáneas recolectadas en el mismo punto de muestreo en diferentes
tiempos. La mezcla se hace teniendo en cuenta el caudal en el momento de la
toma.
Artículo 43: Se deben usar cuando se desea conocer resultados
promedios.
Artículo 44: Una muestra compuesta (integrada) consisten en el análisis
de muestras instantáneas tomadas en diferentes puntos simultáneamente o tan
cerca como sea posible. La integración debe hacerse de manera proporcional a
los caudales medidos al tomar la muestra. Las muestras compuestas deben
usarse en alguno o varios de los siguientes casos:
• Caracterizar el caudal de un río, el cual varía su composición a lo
largo de su trayecto y su ancho. Se toman varias muestras para
diferentes puntos de sección transversal y se mezclan en proporción a
los flujos relativos para cada sección.
• Tratamientos combinados para diferentes corrientes de aguas
residuales separadas.
• Cálculo de las cargas (kg/d) de las sustancias contaminantes en la
corriente de agua.
Artículo 45: Se recomienda las siguientes metodologías para volumen
para la elaboración de muestres compuestos:
• Anemómetros (molinete)
Este dispositivo es de gran utilidad para el aforo de conductos forzados de gran
diámetro o en corrientes naturales. Del conocimiento de la distribución de
velocidades en la sección se puede determinar la velocidad media, el caudal y
algunos coeficientes de corrección.
• Vertederos
Los vertederos pueden usarse en corrientes naturales de pequeña magnitud,
en cuyo cauce pueda instalarse el vertedero. En corrientes de mayor magnitud,
el vertedero puede ser una estructura hidráulica permanente para medición
continua de caudales. Los vertederos deben calibrarse antes de utilizarlos.
• Tubo Pitot
• Volumétrico
• Equipos electrónicos
Artículo 46: Para ejecutar con éxito un programa de muestreo se debe
tomar las siguientes consideraciones:
• Definir el objetivo específico de la muestra.
• Revisar la información existente sobre el agua que se va a
muestrear.
• Identificar las fuentes contaminantes.
• Definir la variabilidad de la muestra.
• Seleccionar la localización más representativa
• Establecer el horario representativo de la variabilidad de la
muestra.
• Definir las normas requeridas para satisfacer el objetivo propuesto.
• Acordar con el laboratorio la cantidad de muestras y los
preservativos requeridos.
• Revisar con el laboratorista los resultados y la necesidad eventual
de muestras adicionales.
• Elaborar siempre un informe breve que permita satisfacer el
objetivo propuesto y correlacione las concentraciones determinadas con
los caudales observados.
Artículo 47: Debe seguirse una cadena de custodia para los muestreos
que se realicen porque para asegurar la integridad de la muestra desde su
recolección hasta el reporte de datos. Los procedimientos de una cadena de
custodia son:
• Rótulos de muestras.
• Sellos de muestras.
• Libro de registro de muestras.
• Registro de la carta de custodia.
• Hoja de remisión de muestras.
• Transporte de las muestras al laboratorio.
• Recepción y registro de muestras.
• Análisis de las muestras.
Artículo 48: Los rótulos de muestra es porque deben usarse para evitar la
confusión de muestras. La cinta de enmascarar es adecuada para este
propósito. En la etiqueta debe incluirse la siguiente información:
• Número de la muestra.
• Nombre del colector.
• Fecha y hora del muestreo.
Los rótulos deben colocarse antes del período de muestreo. Deben
escribirse con tinta indeleble a la hora del muestreo.
Artículo 49: Los sellos en la muestran son necesarios para impedir
perdidas y evitar la falsificación. La cinta de enmascarar se puede utilizar para
este propósito. Debe colocarse la misma información del rótulo.
Artículo 50: Toda la información pertinente al trabajo de campo o muestreo
debe consignarse en un libro de registro. Como mínimo debe incluir la siguiente
información:
• Propósito del muestreo.
• Localización del punto de muestreo.
• Nombre y dirección del contacto en el campo.
• Propietario de la muestra.
• Tipo de muestra.
Debe identificarse el proceso que produce el vertimiento. También debe
proveerse la composición de la muestra, incluidas concentraciones, número y
volúmenes de muestras tomadas, descripción del punto y método de muestreo,
fecha y hora de la recolección, nombre del colector, número de identificación
del colector, método de transporte, referencias –planos o fotografías del sitio de
muestreo, observaciones y medidas de campo y firmas del personal
responsable. Debido a que las situaciones de muestreo varían ampliamente, en
general no es necesario incluir toda esta información en el libro de registro. Es
deseable anotar suficiente información que permita la reconstrucción del
muestreo sin apelar a la memoria del responsable de la recolección. El libro de
registro debe protegerse y mantenerse en sitio seguro.
Artículo 51: El objetivo de una carta de custodia es determinar un punto
del proceso en el que se pudo cometer un error. Debe llenarse la carta de
custodia que acompaña a cada muestra o grupo de muestra. Esta incluye la
siguiente información.
• Número de la muestra.
• Nombre del responsable de la recolección.
• Firma del responsable del muestreo.
• Fecha, hora y dirección del sitio de muestreo.
• Tipo de muestra.
• Fecha de envío al laboratorio y recepción.
• Forma de envío.
• Firmas de las personas involucradas en el manejo de la muestra,
incluida la fecha de su manipulación.
Artículo 52: A las muestras se les debe asignar una hoja de remisión.
La persona responsable del muestreo debe llenar su parte correspondiente. El
personal de laboratorio debe completar la siguiente información:
• Nombre de la persona que recibe la muestra.
• Número de la muestra.
• Fecha de recibo de la muestra.
• Ensayos por realizar.
Artículo 53: La muestra debe ser transportada al laboratorio lo más pronto
posible y debe ir acompañada con la carta de custodia y la hoja de remisión de
la muestra.
Artículo 54: En el laboratorio se recibe la muestra y debe inspeccionarse
sus condiciones de seguridad; deben revisarse los sellos y rótulos y deben
compararse con lo consignado en la carta de custodia. Posteriormente se le
debe asignar un número interno, se inscribe en el libro de registro de muestras
del laboratorio, y debe almacenarse en un lugar seguro.
Artículo 55: El supervisor del laboratorio debe asignar la muestra para su
análisis. El supervisor o el analista son por el cuidado y custodia de la muestra.
Artículo 56: El volumen de la muestra depende del número de
parámetros que se desea determinar. En general para el análisis de un solo
constituyente se requiera al menos 100 ml, para análisis de rutina de muestras
simples 2 l y para muestras compuestas 4 l. Se recomienda consultar al
laboratorista la cantidad de muestra requerida para cada análisis.
Artículo 57: Existen distintos tipos de muestreo a tomar en cuenta
definidos en el glosario de términos, muestreo manual y muestreo automático.
Artículo 58: Los recipientes para la muestra son de vital importancia
porque pueden existir intercambios iónicos con las paredes del recipiente o
producirse una adsorción sobre estas. Los recipientes por lo general están
hechos de plástico y de vidrio, teniendo cada uno un uso específico.
Artículo 59: No debe utilizarse la misma muestra para ensayos químicos
(orgánicos o inorgánicos), bacteriológicos y microscópicos debido a que los
métodos de muestreo y manipulación son diferentes.
Artículo 60: Las muestras obtenidas en campo deben constituirse en una
representación precisa del material del que se está haciendo el muestreo; por
tal razón deben ser obtenidas, conservadas, transportadas y almacenadas de
manera que cuando lleguen al laboratorio todavía sean representativas del
material existente en el campo.
Artículo 61: Las muestras deben preservarse porque las concentraciones
de la mayoría de los constituyentes de la muestra pueden estar en
concentraciones muy bajas; por tanto, los procedimientos de muestreo y
preservación deben seguirse cuidadosamente.
Las técnicas de preservación de muestras retardan los cambios químicos y
biológicos que inevitablemente se dan después de colectada la muestra.
Las muestras se preservan para minimizar el potencial de volatilización o
biodegradación entre el muestreo y el análisis de la muestra, retardar la acción
biológica, retardar la hidrólisis de compuestos y complejos químicos, y para
retardar la volatilización de los constituyentes.
Artículo 62: Entre los métodos de preservación se señalan:
• Control de pH
• Adición de reactivos. Dependiendo de la naturaleza de los
cambios que se den en la muestra colectada, los reactivos que se
pueden agregar son: ácido nítrico. Algunos cationes pueden perderse
por absorción o intercambio iónico con las paredes de los recipientes de
vidrio. Entre estos se encuentran el aluminio, cadmio, cromo, cobre,
hierro, plomo, manganeso, plata y zinc. En este caso, el ácido nítrico
debe acidificar la muestra hasta un pH inferior a 2 para minimizar la
precipitación y adsorción sobre las paredes del recipiente. Acido
clorhídrico: para llevar hasta un pH inferior a 2. Acido sulfúrico: Para
llevar hasta un pH menor de 2. Hidróxido de sodio: Para llevar a un pH
mayor de12.
• Al emplear reactivos es importante tener en cuenta que estos no
deben interferir los análisis deseados.
• Uso de envases opacos o de color ámbar.
• Refrigeración.
• Filtración.
• Congelamiento.
Artículo 63: Una parte esencial del muestreo son los requerimientos para
el manejo y preservación de las mismas. Por ello se hace las siguientes
recomendaciones
Tabla 6.
Preservativos y período mínimo de retenimiento
Parámetro Preservativo Periodo máximo de almacenamiento
Acidez-alcalinidad Refrigeración a 4°C 24 h Calcio Ninguno 7 d
Cianuros NaOH para pH>10 24 h Cloruros Ninguno 7 d
Color Refrigeración a 4°C 24 h Conductancia
especifica Ninguno 7 d
DBO Refrigeración a 4°C 6 h DQO 2 ml de H2SO4 7 d
Dureza Ninguno 7 d
Fenoles 1 g CuSO4 -> H2PO3 para pH 4 25 h
Fluoruros Ninguno 7 d Fosforo 40mg HgL2 7 d
Grasas y aceites 2 ml de H2SO4 a 40°c 24 d Metales disueltos 2 ml de H2SO4 filtrado 6 meses Metales totales 5mL HNO2 6 meses
Nitratos 40 mg HgCl2 7 d Nitritos 40 mg HgCl2 2 d
Nitrógeno amoniacal 40 mg HgCl2 a 4°C 7 d Nitrógeno Kjodahl 40 mg HgCl2 Inestable Oxigeno disuelto Determinar in situ Ninguno
pH Determinar in situ Ninguno Sólidos Ninguno 7 d Sulfatos Refrigeración a 4°C 7 d Sulfuros 2 ml de acetato de zinc 7 d Turbidez Ninguno 7 d
Nota: (Antonio Rodríguez, 2006)
Capítulo III: Tipos de agua
Artículo 64: Las características de un determinado tipo de agua que va a
ingresar a las plantas de tratamiento serán diferentes, lo que define el tipo de
unidades a tratar y la complejidad del sistema de tratamiento.
Artículo 65: Los vertidos residuales arrastran compuestos con los que las
aguas han estado en contacto. Estos compuestos pueden ser:
• Según su Naturaleza:
o Conservativos: Su concentración en el río depende
exactamente de la ley de la dilución del caudal del vertido al del
río. Generalmente: Compuestos Inorgánicos y estables (C1, SO4 )
o No Conservativos: Su concentración no está ligada
directamente a la del vertido. Son todos los compuestos orgánicos
e inorgánicos que pueden alterarse en el río por vía Física,
Química o Biológica (NH4, fenoles, Materia Orgánica).
Artículo 66: Las aguas residuales de origen industrial son las que
proceden de cualquier taller o negocio en cuyo proceso de producción,
transformación o manipulación se utilice el agua, incluyéndose los líquidos
residuales, aguas de proceso y aguas de refrigeración.
Artículo 67: Se define como líquidos residuales a los que se derivan de la
fabricación de productos, siendo principalmente disoluciones de productos
químicos tales como lejías negras, los baños de curtido de pieles, las melazas
de la producción de azúcar, los alpechines.
Artículo 68: Se debe intentar la recuperación de subproductos agua
residual de proceso, se originan en la utilización del agua como medio de
transporte, lavado, refrigeración directa y que puede contaminarse con los
productos de fabricación o incluso de los líquidos residuales. Generalmente su
contaminación es <10% de la de los líquidos residuales aunque su volumen es
10-50 veces mayor.
Artículo 69: El agua de refrigeración indirecta que no ha entrado en
contacto con los productos y por tanto la única contaminación que arrastran es
su temperatura.
Artículo 70: Existen distintos de vertidos industriales:
• Continuos: Provienen de procesos en los que existe una entrada y
una salida continua de agua (procesos de transporte, lavado,
refrigeración, entre otras)
• Discontinuos: Proceden de operaciones intermedias. Son los más
contaminados ( baños de decapado, baños de curtidos, licor negro,
emulsiones, entre otros)
Al aumentar el tamaño de la industria, algunos vertidos discontinuos
pueden convertirse en continuos.
Artículo 71: Puede sub-clasificarse las industrias según su tipo de vertido
en este caso existe grandes subgrupos:
INDUSTRIAS CON EFLUENTES PRINCIPALMENTE ORGÁNICOS
• Papeleras.
• Azucareras.
• Mataderos.
• Curtidos.
• Conservas (vegetales, carnes, pescado, entre otros).
• Lecherías y subproductos (leche en polvo, mantequilla, queso,
entre otros).
• Fermentación (fabricación de alcoholes, levaduras, entre otros).
• Preparación de productos alimenticios (aceites y otros).
• Bebidas.
• Lavanderías.
INDUSTRIAS CON EFLUENTES ORGÁNICOS E INORGÁNICOS
• Refinerías y Petroquímicas
• Industrias de maquillaje o productos de belleza
• Textiles
• Fabricación de productos químicos, varios
INDUSTRIAS CON EFLUENTES PRINCIPALMENTE INORGÁNICOS
• Limpieza y recubrimiento de metales
• Explotaciones mineras y salinas
• Fabricación de productos químicos, inorgánicos.
INDUSTRIAS CON EFLUENTES CON MATERIAS EN SU SPENSIÓN
• Corte y pulido de mármol y otros minerales
• Laminación en caliente y colada continua.
• Fabrica de cerámicas.
Artículo 72: Existen dificultades apuntadas para establecer unos valores
para las características de las aguas residuales, sin embargo a continuación
se señala una orientación de los valores más frecuentes que deben medirse
para algunas industrias:
INDUSTRIAS AUTOMOTRIZ
• Sólidos suspendidos
• Zinc
• DBO
• Cromo total
• Sulfatos
• Cianuro
• Cobre
• Hierro
• Aceite y grasas
• Fenoles
• Nitrato
• Fosforo
• Plomo
• Cadmio
• Níquel
• Otros
INDUSTRIAS CERVECERA
• DBO
• DQO
• pH
• Sólidos suspendidos
• Sólidos sedimentables
• Aceite y grasas
• Nitrógeno total
• Fosforo total
• Nitratos + nitritos
• Temperatura
• Color
• Otros
INDUSTRIAS CEMENTO, CONCRETO, CAL Y YESO
• pH
• Sólidos suspendidos
• Temperatura
• Cromo total
• Zinc
• Otros
INDUSTRIAS DE ACABADOS DE METALES
• Aceite y grasas
• pH
• Sólidos suspendidos
• Metales pesados (cadmio, cobre, cromo, níquel, plomo, zinc)
• Mercurio
• Cianuro
• Otros
INDUSTRIAS DEL ACERO
• pH
• Aceite
• Sulfatos
• Cianuros
• Fenoles
• Sólidos suspendidos
• Hierro
• Temperatura
• Cromo
• Zinc
• Otros
INDUSTRIAS DEL ALUMINIO
• Sólidos suspendidos
• Fosforo
• Aceite y grasa
• pH
• Fenoles
• Otros
INDUSTRIAS DE ASBESTO
• DBO
• DQO
• pH
• Sólidos suspendidos
• Cromo total
• Zinc
• Otros
INDUSTRIAS DE AZUCAR DE CAÑA
• Sólidos suspendidos
• Sólidos sedimentables
• DBO
• DQO
• Grasas y aceites
• Fenoles
• Sulfuros
• Otros
INDUSTRIAS DE BEDIDAS GASEOSAS
• Sólidos suspendidos
• Sólidos sedimentables
• DBO
• DQO
• Aceite y grasas
• Otros
INDUSTRIAS DE CURTIDOS Y ACABADOS DE CUERO
• DBO
• DQO
• Cromo hexavalente
• Grasas y aceites
• pH
• Sólidos suspendidos
• Color
• Temperatura
• Otros
INDUSTRIAS DE ENLATADOS Y PRESERVACION DE FRUTAS Y
VERDURAS
• DBO
• DQO
• pH
• Sólidos suspendidos
• Color
• Coliformes fecales
• Fosforo total
• Temperatura
• Otros
INDUSTRIAS DE FERTILIZANTES FOSFATADOS
• Hierro
• Nitrógeno
• pH
• Temperatura
• Sólidos suspendidos
• Mercurio
• Sulfatos
• Arsénico
• Fosforo total
• Otros
INDUSTRIAS DE FERTILIZANTES NITROGENADOS
• Nitrógeno
• Cromo total
• Hierro
• Aceites y grasas
• pH
• Sulfatos
• Sólidos suspendidos
• Temperatura
• Otros
INDUSTRIAS DE GALVANOPLASTICA
• Sólidos disueltos
• DQO
• Aceites y grasas
• Metales pesados (cadmio, cobre, cromo, niquel, plomo, zinc)
• Aluminio
• Mercurio
• Bario
• Manganeso
• Otros
INDUSTRIAS DE JABONES Y DETERGENTES
• Sólidos disueltos
• Sólidos sedimentables
• DBO
• DQO
• Aceites y grasas
• Sustancias tensoactivas-detergentes (ABS y LAS)
• Otros
INDUSTRIAS DE MATERIALES DE PLASTICO Y SINTETICOS
• Sólidos suspendidos
• DBO
• DQO
• pH
• Aceites y grasas
• Fenoles
• Sulfatos
• Cianuro
• Otros
INDUSTRIAS DE PRODUCCIÓN DE CARNES
• DBO
• DQO
• pH
• Sólidos suspendidos
• Sólidos sedimentables
• Aceites y grasas
• Coliformes fecales
• Color
• Otros
INDUSTRIAS DE PULPA DE PAPEL
• DBO
• DQO
• Grasas y aceites
• pH
• Sólidos suspendidos
• Fosforo total
• Coliformes fecales
• Nitrógeno total
• Color
• Nitratos+ nitritos
• Fenoles
• Metales pesados (cadmio, cobre, cromo, níquel, plomo, zinc)
• Otros
INDUSTRIAS DE REFINACION DE PETROLEO
• DBO
• DQO
• Cromo total
• Aceite
• pH
• Sulfuro
• Sólidos suspendidos
• Temperatura
• Color
• Plomo
• Sulfatos
• Otros
INDUSTRIAS DE VIDRIO
• pH
• Fosforo total
• Sulfatos
• Sólidos suspendidos
• Temperatura
• DBO
• DQO
• Zinc
• Plomo
• Otros
DESTILERÍAS
• Sólidos disueltos
• Sólidos sedimentables
• DBO
• DQO
• Aceite y grasas
• Nitrógeno total
• Fosforo total
• Nitratos + nitritos
• Otros
INDUSTRIA GANADERA
• DBO
• DQO
• Sólidos suspendidos
• pH
• Coliformes fecales
• Nitrógeno total
• Nitratos + nitritos
• Otros
INDUSTRIA LECHERA
• DBO
• DQO
• Sólidos suspendidos
• pH
• Grasas y aceites
• Color
• Nitrógeno total
• Nitratos + nitritos
• Fosforo total
• Temperatura
• Otros
INDUSTRIA MOLINERA
• DBO
• DQO
• Sólidos suspendidos
• pH
• Otros
INDUSTRIA TEXTIL
• DBO
• DQO
• pH
• Sólidos suspendidos
• Grasas y aceites
• Cromo total
• Temperatura
• Fenoles
• Metales pesados (cadmio, cobre, cromo, níquel, plomo, zinc)
• Otros
INDUSTRIA QUIMICA INORGANICA, ALCALIS Y CLORO
• DBO
• DQO
• pH
• Sólidos suspendidos
• Mercurio
• Sulfato
• Cadmio
• Cianuro
• Cobre
• Cromo total
• Fenoles
• Arsénico
• Fosforo total
• Otros
INDUSTRIA QUIMICA ORGANICA
• DBO
• DQO
• Cromo total
• Aceite
• pH
• Fenoles
• Sulfuro
• Sólidos suspendidos
• Temperatura
• Color
• Plomo
• Sulfatos
• Otros
Artículo 73: Existen ciertos contaminantes que son específicos de ciertas
industrias es por ello que se exige la valoración y clasificación de los
contaminantes específicos, con el fin de tener la evaluación de los riesgos
potenciales ocasionados por dichos contaminantes, por lo que se requiere
conocer aspectos tales como:
• Tipo y estructura del compuesto químico.
• Propiedades físicas y químicas fundamentales, biodegradabilidad.
• Producción total.
• Orígenes y vías de distribución, funciones para las que se utiliza y
lugares de aplicación.
• Condiciones prácticas en las que se realizan a los cauces, los
vertidos que contienen esos contaminantes químicas, microbiológicas,
radiológicas y toxicológicas en general, así como evaluación periódica
de su estado de calidad.
• Cumplimiento de las normativas legales impuestas por las
autoridades en materias de aguas, que imponen unos determinados y
secuenciales controles analíticos.
TÍTULO VII
ESTRUCTURA DE ENTRADA
Artículo 74: Se entiende como estructura de entrada al conjunto de
estructuras ubicadas entre el punto de entrega del emisor y los procesos de
tratamiento preliminar. En términos generales dichas estructuras deben
dimensionarse para el caudal máximo horario.
Artículo 75: Se deberá proyectar una estructura de recepción del emisor
que permita obtener velocidades adecuadas y disipar energía en el caso de
líneas de impulsión.
Artículo 76: Inmediatamente después de la estructura de recepción se
ubicara el dispositivo de desvió de la planta. La existencia, tamaño y
consideraciones de diseño de estas estructuras se justificaran debidamente
teniendo en cuenta los procesos de la planta y el funcionamiento en
condiciones de mantenimiento correctivo de uno o varios procesos.
Artículo 77: La ubicación de la estación de bombeo (en caso de existir)
dependerá del tipo de bomba. Para el caso de bombas del tipo tornillo, esta
puede estar colocada antes del tratamiento preliminar, precedida de rejas
gruesas con una abertura menor al paso de rosca. Para el caso de bombas
centrifugas sin desintegrador la estación de bombeo deberá ubicarse después
del proceso de desbaste.
Capítulo I: Aforos
Artículo 78: Para la medición de caudales se puede utilizar los llamados
vertederos planos y los medidores de régimen crítico.
Artículo 79: Para caudales menos de 60L/s se recomienda el uso de
vertederos tipo triangulares de 90°, y para caudale s hasta de un 1 m3/s, los
vertederos rectangulares.
Artículo 80: En caso de existir riesgo de acumulación de materia
sedimentables antes de un vertedero, se debe procurar usar un medidor de
régimen crítico, en el que se destaca la canaleta Parshall.
Vertederos
Artículo 81: Un vertedero es una estructura sencilla, barata, fácil de
instalar, pero costosa de mantener. Pues el material sedimentables se acumula
en él, y debe removerse permanentemente para sí obtener valores exactos de
caudal.
Artículo 82: Se debe mantener una velocidad constante por ello se habla
de dispositivos reguladores.
Artículo 83: Se debe disipar la velocidad de entrada de flujo al vertedero,
esto se logra con una tanquilla rompe carga del flujo antes del vertedero.
Artículo 84: El vertedero debe poseer una cabeza suficiente para
desarrollar la zona de aquietamiento y para obtener descargar libre aguas
abajo, con el objeto de eliminar la sugerencia y cualquier reducción en la
exactitud de la lectura del nivel del agua.
Artículo 85: La lámina de agua que abandona la cresta del vertedero se
denomina napa, y el vertedero debe descargar de tal manera que permita un
flujo libre de aire por debajo de la napa.
Artículo 86: Si el nivel del agua, aguas abajo del vertedero, se eleva a una
altura superior a la cresta del vertedero, se debe medir el nivel de agua aguas
arriba y aguas abajo del vertedero, para hacer el cálculo de caudal.
Artículo 87: La lectura de la cabeza sobre la cresta del vertedero debe
hacerse a una distancia, aguas arriba del vertedero, de tres a cuatro veces la
cabeza máxima esperada sobre él.
Artículo 88: Para un vertedero triangular sin contracciones la ecuación de
cálculo es:
� = 1,84 × � × ��,�
Ecuación 1. Calculo del vertedero triangular
Donde: Q= Caudal, m3/s
H= Cabeza sobre el vertedero. Cabeza mínima es de 0.06m
L= Longitud de la cresta del vertedero, m.
En caso de vertederos tipo triangulares de 90° la e cuación es:
� = 1,4 × ��,�
Ecuación 2. Calculo del vertedero triangular a 90°
Donde: Q= Caudal, m3/s
H= Cabeza
L= Longitud de la cresta del vertedero, m.
Artículo 89: Para un vertedero rectangular de pared delgada con
contracciones la ecuación de cálculo es:
� = 1,84 × � − 0,2�$��,�
Ecuación 3. Calculo del vertedero rectangular de pa red delgada
Donde: Q= Caudal, m3/s
H= Cabeza sobre el vertedero. Cabeza mínima es de 0.06m
L= Longitud de la cresta del vertedero, m.
Artículo 90: Para un vertedero rectangular de pared gruesa con
contracciones la ecuación de cálculo es:
� = 1,7 × � × ��,�
Ecuación 4. Calculo del vertedero rectangular de pa red gruesa
Donde: Q= Caudal, m3/s
H= Cabeza sobre el vertedero.
L= Longitud de la cresta del vertedero, m.
Artículo 91: El aforados de flujo critico más conocido es la canaleta
Parshall, la cual consta de una construcción lateral que forma la garganta
llamada (W) y de una caída brusca en el fondo, en la longitud correspondiente
a la garganta, seguida por un ascensor gradual coincidente con la parte
divergente.
Artículo 92: La introducción de la caída en el piso de la canaleta produce
un flujo supercrítico a través de la garganta. Por ello la canaleta debe
construirse según las siguientes dimensiones:
Figura 57. Composición de la canaleta Parshall. Nota: (Antonio Rodríguez, 2006)
Tabla 7.
Dimensiones de la canaleta Parshall
W
(cm)
A
(cm)
B
(cm)
C
(cm)
D
(cm)
E
(cm)
F
(cm)
G
(cm)
K
(cm)
N
(cm)
R
(cm)
M
(cm)
P
(cm)
X
(cm)
Y
(cm)
2,5 36,3 35,6 9,3 16,8 22,9 7,6 20,3 1,9 2,9 - - 50 0,8 1,3
5,1 41,4 40,6 13,5 21,4 35,6 11,4 25,4 2,2 4,3 - - 70 1,6 2,5
7,6 46,6 45,7 17,8 25,9 38,1 15,2 30,5 2,5 5,7 46,6 30,5 76,8 2,5 3,8
15,2 62,1 61 39,4 40,3 45,7 30,5 61 7,6 11,4 46,6 30,5 90,2 5,1 7,6
22.9 88 86,4 38 57,5 61 30,5 45,7 7,6 11,4 46,6 30,5 108 5,1 7,6
30,5 137,2 134,4 61 84,5 91,5 61 91,5 7,6 22,9 50,8 38,1 149,2 5,1 7,6
45,7 144,9 142 76,2 102,6 91,5 61 91,5 7,6 22,9 50,8 38,1 157,6 5,1 7,6
61 152,5 149,6 91,5 120,7 91,5 61 91,5 7,6 22,9 50,8 38,1 185,4 5,1 7,6
91,5 167,7 164,5 122 157,2 91,5 61 91,5 7,6 22,9 50,8 38,1 222,3 5,1 7,6
122 183 179,5 152,5 193.8 91,5 61 91,5 7,6 22,9 61 45,7 271,1 5,1 7,6
152,5 198,3 194,1 183 230,3 91,5 61 91,5 7,6 22,9 61 45,7 308 5,1 7,6
182,8 213,5 209 213,5 266,7 91,5 61 91,5 7,6 22,9 61 45,7 344,2 5,1 7,6
213,5 228,8 224 244 303 91,5 61 91,5 7,6 22,9 61 45,7 381 5,1 7,6
244 244 239,2 274,5 340 91,5 61 91,5 7,6 22,9 61 45,7 417,2 5,1 7,6
305 274,5 427 366 475,9 122 91,5 183 15,3 34,3 - - - 30,5 22,9
Nota: (Antonio Rodríguez, 2006)
Artículo 93: La canaleta Parshall se nomina según el ancho de la
garganta. La ecuaciones para cálculo del caudal son las siguientes:
Tabla 8.
Formulas para canaleta Parshall
Ancho de la
garganta (cm) Ecuación Capacidad(l/s)
2,5 Q= 0,55Ha1,5 0,3-5
5 Q= 0,11Ha1,5 0,6-13
7,6 Q= 0,176Ha1,547 0,8-55
15,2 Q= 0,381Ha1,58 1,5-110
22,9 Q= 0,535Ha1,53 2,5-250
30,5 Q= 0,690Ha1,522 31-455
45,7 Q= 1,054Ha1,538 4,3-700
61 Q= 1,426Ha1,55 12-950
91,4 Q= 2,182Ha1,566 17-1.400
121,9 Q= 2,935Ha1,578 37-1.900
152,4 Q= 3,728Ha1,587 60-2.400
182,8 Q= 4,515Ha1,595 70-2.900
213,4 Q= 5,306Ha1601 115-3.450
243,8 Q= 6,101Ha1,606 130-3.950
305 Q= 7,563Ha1,6 250-5.660
Q en m3/s; H en m
Nota: (Romero Jairo, (2008)
Artículo 94: El tamaño de la canaleta se debe seleccionar teniendo en
cuenta el efecto del ascenso en el nivel del agua, el ancho del canal y la
capacidad requerida.
Artículo 95: Generalmente el ancho de garganta debe estar entre 1/3
y ½ del ancho del canal.
Artículo 96: Para que el flujo no sea sumergido, debido a una
elevación alta del agua, aguas debajo de la canaleta, y se presente una
reducción de la velocidad que afecte la medida del caudal, tomando en
cuenta la calibración de la relación de sumergencia Hb/Ha, sea menor a 0,6
para canaletas de garganta menos de 0,3m; menor de 0,7 para canaletas
de 0,3< W<2,4 m y menor de 0,8 para canaletas de 3m<W<14m.
TÍTULO VIII
TRATAMIENTO PRELIMINAR
Capítulo I: Rejas, tamices y trituradores Rejas
Artículo 97: Las rejas tienen como objetivo la remoción de los materiales
gruesos o en suspensión, los cuales pueden ser retirados mecánica o
manualmente. Después de retirado pueden triturarse, para incorporarlos en las
aguas residuales.
Artículo 98: El tratamiento preliminar comprende: rejas, trituradores,
desarenadores, tanques de remoción de aceites y grasas.
Artículo 99: Las rejas deben utilizarse en toda planta de tratamiento aun
en las más simples.
Artículo 100: Se diseñaran preferiblemente rejas de limpieza manual,
salvo que la cantidad de material retenido justifique la limpieza mecanizada.
Artículo 101: El diseño de las rejas, tamices y trituradores debe incluir:
• Una plataforma de operación y drenaje del material recolectado con
barandas de seguridad.
• Iluminación para la operación durante la noche.
• Espacio suficiente para el almacenamiento temporal del material
recolectado en condiciones sanitarias adecuadas.
• Solución técnica para la disposición final del material.
• Las compuertas necesarias para poner fuera de funcionamiento
cualquiera de las unidades.
Artículo 102: El diseño de los canales se efectuará para las condiciones
del caudal máximo horario, pudiéndose considerar las siguientes alternativas:
• Tres canales con rejas de igual dimensión, de los cuales uno servirá
de by pass en caso de emergencia o mantenimiento. En este caso
dos de los tres canales tendrán a capacidad para conducir el
máximo horario.
• Dos canales con rejas, cada uno dimensionados para el caudal
máximo horario.
• Para instalaciones pequeñas puede utilizarse un canal con rejas con
by pass para el caso de emergencia o mantenimiento.
Artículo 103: Las rejas se fabricaran con barras de acero soldadas a un
marco que coloca trasversalmente al canal. El ángulo de inclinación de las
barras de las rejas de limpieza manual será entre 45 y 60 grados con respecto
a la horizontal.
Artículo 104: El espaciamiento entre las barras estar entre 20 y 50 mm.
Si no se dispone de un sistema inadecuado de recolección de residuos sólidos
se recomienda un espaciamiento no mayor a 25m.
Artículo 105: El espacio entre las barras se escogerá de modo que la
velocidad del canal antes y a través de las barras sea adecuada. La velocidad
a través de las barras limpias será de 0,60 m/s a caudales medios y 0,90 m/s a
caudal máximo horario. Las velocidades deben verificarse para los caudales
mínimos, medio y máximo.
Artículo 106: Determinada las dimensiones se procederá a calcular la
velocidad del canal a través de las barras, las misma que debe mantenerse
entre 0,30 y 0,60 m/s, siento 0,45 m/s un valor comúnmente utilizado.
Artículo 107: En la determinación del perfil hidráulico se calculara la
perdida de carga a través de las rejas, para condiciones del caudal máximo
horario y 50% del área obstruida. Se utilizará el valor más desfavorable
obtenido al aplicar las correlaciones para el cálculo de pérdida de carga. El
tirante de agua en el canal antes de las rejas y el borde libre se comprobara
para condiciones de caudal máximo horario y 50% de las rejas obstruidas.
Artículo 108: La eficiencia en función de las barras y la abertura entre
ellas será:
Tabla 9.
Eficiencia de las rejas
Espesor barras Eficiencia
Mm Pulgadas 6,35 1/4 0,8 7,93 5/16 0,768 9,52 3/8 0,728 11,12 7/16 0,696 12,7 1/2 0,667
Nota: NTM (2006)
Artículo 109: Las pérdidas de carga en las rejas de barras son función
de la forma de la barra y de la altura cinética del flujo entre las barras. Se usa la
siguiente ecuación para el cálculo:
ℎ' = ( × )*+ , ℎ-��.
Ecuación 5. Ecuación de pérdida de carga
Donde: hL: Perdida de carga en metros.
β: Factor de forma de la barra.
W: Anchura máxima transversal de las barras en la
dirección de la corriente, en metros.
b: Separación mínima entre barras, en metros.
Hv: Altura cinética del flujo que se aproxima a la reja en metros.
Θ: Angulo de la reja respecto a la horizontal.
Tabla 10.
Valores de β de Kirschmer
β
Valores de β de KirschmerTipo de barra
2,42
1,83
1,79
0,76
Nota: Altuve y Ramirez (2011)
Artículo 110: El cálculo de la cantidad de material retenido se
determinara de acuerdo con la siguiente tabla:
Tabla 11.
Cantidad de material retenido
Abertura (cm)
Cantidad (litros de material retenido l/m3)
4 0,0085 3,5 0,0120 2,5 0,0233 2 0,0375
Nota. Altuve y Ramirez (2011)
Artículo 111: La remoción de material retenido en plantas pequeñas se
puede retirar de maneta manual y ser enterrado o incinerado. En plantas
grandes y mediadas puede triturarse y regresarse al agua residual.
Artículo 112: Las pérdidas de carga en las rejillas viene dada por:
ℎ/ = 012-1�3 × �
4,5
Ecuación 6. Ecuación de pérdida de carga
Donde: hL: Perdida de carga en metros.
V: Velocidad a través de las barras aproximadamente
igual 0,6 m/s
v: Velocidad aguas arriba de la rejilla: 0,6xeficiencia
g: Aceleración de la gravedad
Artículo 113: Posterior al cálculo de la pérdida se debe calcular cuando la
misma este sucia a un 50% por ende se debe calcular para un V´ igual a dos
veces V.
Artículo 114: Para facilitar la operación debe preverse en la instalación de
limpieza manual una plataforma para la colocación momentánea del material
retirado de la rejilla. Inclinación 4%. Con drenado hacia el propio canal.
Artículo 115: Puede instalarse una caseta metálica con puertas de acceso
para los mecanismos de la zona superior de las rejas por encima del nivel del
agua en las condiciones de funcionamiento, que encierran el mecanismo y la
tolva de basura. Se sugiera que no se instalen en las cámaras de reja situadas
bajo tierra y en zonas cerradas al público en general.
Tabla 12
Descripción de los dispositivos desbaste empleados en el tratamiento de las aguas
Superficie de desbaste
Tipo de estudio
Clasificación por tamaño
Intervalo de paso, cm2
Material Aplicación
Reja de barras
Grueso 1,5 - 3,75 Acero, acero inoxidable
Pretratamiento
Nota. (Metcalf-Eddy, 1977)
Tamices
Artículo 116: Deben ser de tipo disco o de tambores provistos de una tela
de malla fina de acero inoxidable o de un material no ferroso.
Artículo 117: Las aberturas deben oscilar entre 32 a 22 mm
Artículo 118: Se debe colocar rejas para la protección de las boquillas de
los filtros biopercoladores contra las obstrucciones así como para la separación
de los efluentes de los artículos de forma u otros objetos de origen residual, se
debe colocar compuertas.
Artículo 119: Se recomienda usar los tamices antes de la evacuación en
aguas residuales de fábricas de envasado, conservas, curtidos, textiles,
papeleras, entre otros.
Tabla 13.
Descripción de los dispositivos de tamices empleados en el tratamiento de las aguas
Superficie de desbaste
Tipo de estudio
Clasificación por tamaño
Intervalo de paso, cm2
Material
Aplicación
Tamices
Inclinado (fijo)
Medio 0,025 - 0,25
Malla de cuña de acero inoxidable
Tratamiento primario
Inclinado (giratorio)
Grueso 0,075 X 0,225 X 5,0
Placas de bronce o de cobre pulido
Pretratamiento
Tambor (giratorio)
Grueso 0,25 - 0,50
Malla de cuña de acero inoxidable
Pretratamiento
Medio 0,025 - 0,25
Malla de cuña de acero
inoxidable
Tratamiento primario
Fino 6 - 35 micras
Mallas de poliéster y de
acero inoxidable
Eliminación de sólidos en suspensión residuales secundarios
Disco giratorio
Medio 0,025 - 0,1
acero inoxidable
Tratamiento primario
Fino 0,0025 - 0,05
acero inoxidable
Tratamiento primario
Centrifugo Fino 0,005 - 0,05
acero inoxidable, poliéster y diversos tipos de telas
Tratamiento primario, Tratamiento secundario con tanque de sedimentación y eliminación de sólidos en suspensión residuales secundarios
∆ℎ = 1� 27$ 8�
9:
Ecuación 7. Calculo de la perdida de carga
Donde: Q: Caudal que atraviesa el tamiz
C: Coeficiente de descarga 0,6 para un tamiz limpio
A: superficie sumergida.
Cantidad de residuos sólidos
Artículo 120: La cantidad de basura recolectada depende del tipo de
industria, de la época del año, factores ambientales y ubicación geográfica, sin
embargo se realiza la siguiente recomendación para efectuar la estimación de
la cantidad: la cantidad de basuras separadas por rejas varía generalmente de
3 a 30 l/1000m3 de agua residual tratada; en promedio es de 1, 25 l/1000m3.
Artículo 121: Los medios para eliminar las basuras son: 1) descarga a
trituradores o bombas desintegradores donde son trituradas y retornadas al
agua residual y 2) eliminación por trasporte a zonas de relleno (vertederos).
Artículo 122: Los trituradores deben ser previamente probados de
acuerdo con el tipo de agua pues existe la posibilidad que aparezcan partículas
de naturaleza filamentosa, que ocasionan enredos en forma de bolas causando
problemas en el funcionamiento en los mecanismos situados a continuación de
estos y por otro lado alcanzan acentuar el problema de espuma en los
digestores.
Artículo 123: En pequeñas instalaciones, la basura podrá eliminarse
enterrándola en el terreno de la planta o bien eliminándola junto con la basura
procedente del municipio, en instalaciones grandes la incineración puede
constituir una solución adecuada.
Trituradores
Artículo 124: Su finalidad es la desintegración mecánica de los materiales
gruesos o en suspensión. Los cuales ya desintegrados pueden permanecer
con el agua el resto del proceso.
Artículo 125: Existen distintos tipos de trituradores y varios fabricantes
que los producen por ello es conveniente consultar los manuales preparados
por los fabricantes de estos equipos en lo que se hace referencia a
dimensiones del canal, capacidades, sumersión aguas arriba y abajo y
exigencias energéticas.
Artículo 126: Los dispositivos trituradores pueden ir precedidos de
desarenadores, cuyo objeto es alargar la vida del equipo y reducir el desgaste
de la superficie cortante y de aquellas otras zonas de los mecanismos donde
exista un pequeño espacio libre entre las partes fijas y móviles.
Artículo 127: Pueden instalarse un depósito de regulación de las
estaciones de bombeo para proteger las bombas contra las obstrucciones
causadas por objetos grandes.
Artículo 128: Es preciso proveer un by-pass a los trituradores para el caso
de que se presenten caudales que excedan la capacidad de la instalación, y
también en caso de falla mecánica o corte eléctrico.
Dilaceradores
Artículo 129: Tiene por objeto desintegrar las materias sólidas
arrastradas por el agua. Estas materias en lugar de separase del efluente
bruto, se trituran y continúan en el circuito del agua hacia las siguientes fases
del tratamiento.
Artículo 130: Los residuos retenidos en las rejas pueden secarse o
incinerarse, pero ello obliga a depositarlos previamente con los consiguientes
malos olores y atracción de ratas e insectos.
Artículo 131: Existen dos tipos de dilaceradores: 1) Dilaceradores sin
elevación de agua: Presentan la ventaja de que sólo producen una pequeña
pérdida de carga y de que absorben una pequeña cantidad de energía y 2)
Dilaceradores en línea: Trituran los sólidos a la vez que impulsan el agua.
Artículo 132: Se señalan unas características de los dilaceradores.
Tabla 14
Características de los dilaceradores
Tipo Caudales (m3/h)
Altura de agua máxima en el
canal (m)
Perdida de carga máxima
(m)
Altura manométrica de
impulsor
Potencia del motor eléctrico
(Kw) Sin elevación de agua
5 a 8000 0.3 a 1.2 0.1 a 0.35 0.25 a 4
En línea 50 a 300 0 a 0.2 7.5 a 20 Nota. Altuve y Ramirez (2011)
Capítulo II: Tanques de igualación
Artículo 203: Su función es amortiguar las variaciones de las descargas
de aguas residuales con el fin de tratar un gasto uniforme. La igualación se
puede usar también para amortiguar las variaciones en el pH y en la
concentración de constituyentes tóxicos presentes en el agua residual a tratar.
Artículo 204: Después de las rejillas, desarenador y medición de gasto, el
agua residual pasa a los tanques de igualación que la colectan y almacenan; a
partir de ellos se bombea con un gasto constante hacia los procesos de
tratamiento.
Artículo 203: El volumen de compensación viene dado por:
VC = (QMÁX - QMED) x tD
Donde:
tD : Tiempo que dura el QMAX
Ecuación 8. Calculo de volumen de compensación
Artículo 133: Para el diseño se tomaran las siguientes
consideraciones: Se asumirá que el tiempo de duración del caudal máximo
horario.
VMIN = QMED x tr
Donde:
tr: Tiempo de residencia
Ecuación 9. Calculo del volumen mínimo.
Artículo 134: Se tomara como volumen total, es decir el volumen de
compensación la sumatoria del volumen de compensación más el volumen
mínimo.
Artículo 205: El cálculo del volumen del tanque de Igualación (VT) se
hará de la siguiente manera:
VT = VC + VMIN
Donde:
VC: Volumen de Compensación
VMIN: Volumen Mínimo
Ecuación 10. Calculo de volumen del tanque de igualación.
Artículo 135: El tanque de igualación también es utilizado para la
separación de partículas sólidas o líquidas de una fase líquida, esta
separación se consigue introduciendo finas burbujas de gas, normalmente aire,
en la fase líquida.
Capítulo III: Desarenadores
Artículo 136: Su propósito es la remoción por sedimentación de la arena y
otros residuos minerales pasados. El material en ellos se puede remover de
manera manual o mecánica, debiendo ser enterrados.
Artículo 137: La velocidad del agua en el desarenador es del orden de 0,3
m/s (+/-20%). Velocidad inferior a 0,15 m/s causara depósitos de materia
orgánica. Velocidad superior a 0,4 m/s permite el paso de la arena.
Artículo 138: Para mantener la velocidad constante hay que proyectar el
desarenador con sección adecuada con un dispositivo controlador.
Artículo 139: La profundidad del desarenador para el gasto máximo se
conoce a partir de controlador de velocidad. Conocida la profundidad se calcula
el largo el funciona de la velocidad de sedimentación de la menor partícula a
remover.
Artículo 140: El ancho se obtiene de manera a que resulte una velocidad
de 0,3 m/s.
Artículo 141: El largo se obtiene según la fórmula:
� = �; <
Ecuación 12. Largo del desarenador
L: Largo del desarenador
V: Velocidad del agua en m/s
v: Velocidad de sedimentación
D: Profundidad, altura del agua.
Artículo 142: Se recomienda aumentar el largo en 50% por razones de
seguridad.
Artículo 143: La inclusión de desarenadores es obligatoria en las plantas
que tienen sedimentadores y digestores. Para sistemas de lagunas de
estabilización el uso de desarenadores es opcional.
Artículo 144: En los cuatro niveles de complejidad deben emplearse
desarenadores cuando sea necesario cumplir con lo siguiente :
• Protección de equipos mecánicos contra la abrasión
• Reducción de la formación de depósitos pesados en tuberías,
conductos y canales
• Reducción la frecuencia de limpieza de la arena acumulada en
tanques de sedimentación primaria y digestores de lodos.
• Minimización de pérdida de volumen en tanques de tratamiento
biológico.
• Antes de las centrífugas, intercambiadores de calor y bombas de
diafragma de alta presión.
Artículo 145: Los desarenadores serán preferentemente de limpieza
manual, sin incorporar mecanismos, excepto en el caso de desarenadores para
instalaciones grandes. Según el mecanismo de remoción, los desarenadores
pueden ser a gravedad de flujo horizontal o helicoidal. Los primeros pueden ser
diseñados como canales de forma alargada y de sección rectangular.
Artículo 146: La transición debe tener un ángulo de divergencia suave no
mayor de 12° 30´.
Artículo 147: La velocidad de paso por el vertedero de salida debe ser
pequeña para causar menor turbulencia y arrastre de material
(Krochin,V=1m/s).
Artículo 148: La llegada del flujo de agua a la zona de transición no debe
proyectarse en curva pues produce velocidades altas en los lados de la
cámara.
Artículo 149: La relación largo/ancho debe ser entre 10 y 20.
Artículo 150: La sedimentación de arena fina (d<0.01 cm) se efectúa en
forma más eficiente en régimen laminar con valores de número de Reynolds
menores de uno (Re<1.0).
Artículo 151: La sedimentación de arena gruesa se efectúa en régimen de
transición con valores de Reynolds entre 1.0 y 1 000.
Artículo 152: La sedimentación de grava se efectúa en régimen turbulento
con valores de número de Reynolds mayores de 1 000.
Artículo 153: Cuando el peso específico de la arena, debido a condiciones
locales, sea inferiores a 2,65 se debe pensar en el uso de velocidades
menores.
Artículo 154: El control de la velocidad para diferentes tirantes de agua se
efectuara con la instalación de un vertedero a la salida del desarenador. La
velocidad debe comprobarse para el caudal mínimo, promedio y máximo.
Artículo 155: Se debe proveer dos unidades de operación alterna como
mínimo.
Artículo 156: Para desarenadores de limpieza manual se debe incluir las
facilidades necesarias (compuertas) para poner fuera de funcionamiento
cualquiera de las unidades. Las dimensiones de la parte destinada a la
acumulación de arena deben ser determinadas en función de la cantidad
prevista de material y la frecuencia de limpieza deseada. La frecuencia mínima
de limpieza será de una vez por semana.
Artículo 157: Los desarenadores de limpieza hidráulica no son
recomendables a menos que se diseñen facilidades adicionales para el secado
de la arena (estanques o lagunas).
Artículo 158: Para el diseño de desarenadores del flujo helicoidal, los
parámetros de diseño serán debidamente justificados ante el organismo
competente.
Desarenadores horizontales
Artículo 159: Los desarenadores de flujo horizontal serán diseñados para
remover partículas de diámetro medio igual o superior a 0,20mm. Para el efecto
se debe tratar de controlar y mantener la velocidad del flujo alrededor de 0,3
m/s con una tolerancia +20%. La tasa de aplicación deberá estar 45 y 70
m3/m2/h, debiendo verificarse para las condiciones del lugar y para el caudal
máximo horario. A la salida y entrada del desarenador se preverá, a cada lado,
por lo menos una longitud adicional equivalente al 25% de la longitud teórica.
La relación entre el largo y la altura del agua debe ser como mínimo 25. La
altura del agua y borde libre debe comprobarse para el caudal máximo horario.
Artículo 160: El diseño de desarenadores de flujo horizontal deberá de ser
tal que en las condiciones más adversas, la partícula más ligera de arena
alcance el fondo del canal antes de su extremo de salida.
Artículo 161: Se debe proyectar el desarenador para eliminar todas las
partículas de arena que queden retenidas en un tamiz de malla 65 (diámetro de
0,21 mm).
Artículo 162: La longitud del canal está regida por la profundidad que
requiere la velocidad de sedimentación y la sección de control, y el área de la
sección transversal, lo será por el caudal y el número de canales.
Artículo 163: Deberá preverse cierta longitud adicional para tener en
cuenta la turbulencia que se produce a la entrada y en la salida,
recomendándose un mínimo aproximadamente del doble de la profundidad
máxima de flujo.
Artículo 164: Se debe evitar la acumulación de arena en los digestores,
pues esto obliga a la detención de la planta mientras se vacía y se quita la
arena, que comprende una operación difícil y desagradable. Cuando se
dispongan de digestores deberá incorporarse las instalaciones teóricamente
ideales para la eliminación de la arena.
Artículo 165: Cuando se tiene un lodo sin tratar o deshidratado en filtros
de vacio e incinerado, el uso de desarenadores resulta ser muy conveniente.
Artículo 166: Para la extracción de las arenas de los canales largos y
horizontales se puede usar equipos transportadores dotados de cangilones o
rascadores.
Artículo 167: La elevación de la arena debe ser parte integral del proceso
de recogido en pequeñas plantas, en plantas grandes se pueden usar elevares
de arena de tipo: de cadena continua con cangilones o transportador de tornillo
helicoidal.
Artículo 168: A los canales múltiples, equipados con colectores y
elevadores, deberá dotársele de cintas transportadoras para recoger y
transportar la arena a un lugar done será vertida en camiones para su
evacuación, elevada a depósitos de almacenamiento, o descargada en
lavadores de arena antes de su distribución.
Artículo 169: Los depósitos de almacenamiento temporal de arena deben
tener tolvas inclinadas equipadas con vibradores, en caso contrario la
extracción de la arena resultara complicada.
Desarenadores aireados
Artículo 170: Se deben proyectar tanques para proporcionar periodos de
detención de 3 minutos a caudal máximo.
Artículo 171: La velocidad de la rotación transversal o la agitación
determinan el tamaño de las partículas de peso específico dado que será
eliminadas. Si la velocidad fuera demasiado grande, la arena será arrastrada
fuera del tanque y, si fuese demasiado pequeña, habrá materia orgánica que
se depositara junto con la arena.
Artículo 172: El agua residual deberá introducirse en dirección transversal
al tanque. La perdida de carga requería pero este tipo de tanque es mínima.
Artículo 173: Se puede dotar de medios para la eliminación de la arena
mediante cucharas mordazas, que se desplacen sobre un monorriel, centrado
sobre el canal de almacenamiento y recogida de arena.
Artículo 174: Se pueden dotar con transportadores de cadena de
cangilones, que se deslicen a lo largo de los canales de almacenamiento y
empujen la arena hacia un extremo de este.
Cantidades de arena
Artículo 175: Las cantidades de arena varían depende del lugar, las
características de la industria, el estado de las tuberías, el uso de trituradores
en los procesos de producción y la proximidad y uso de las playas arenosas.
Sin embargo datos de diversas fuentes indican que la cantidad de arena
eliminada del agua oscila desde 2 l/100 m3 de agua tratada hasta 150 l por
1000 m3 tratados. Por ende se debe prever las variaciones extremas de
cantidad y volumen de arena y deberá utilizarse un factor de seguridad
generoso para los cálculos de almacenamiento, manipulación o eliminación de
la arena
Eliminación de la arena
Artículo 176: El método más corriente es la aplicación como relleno
cubriéndose cuando sea preciso. Sin embargo se puede transportar y arrojar al
mar, en ese caso debe lavarse antes de su eliminación.
Artículo 177: Puede lavarse con un tornillo o rastrillo inclinado que
proporciona la necesaria agua con para la separación de las materias
orgánicas y, al mismo tiempo, eleva la arena lavada hasta un punto de
descarga situado por encima del nivel del agua.
Artículo 178: Puede lavarse utilizando rejas usando un flujo de liquido que
circule alternativamente arriba y abajo del lecho de arena, se produce así la
eliminación del material orgánico.
Artículo 179: Si se trasporta se debe disponer de camiones y por ende de
los medios necesarios para cargarlo.
Artículo 180: Se debe prever de tolvas que permitan que la arena discurra
libremente, se puede añadir aire por debajo de la arena o vibradores.
Operación y mantenimiento
Artículo 181: Se recomienda que los desarenadores con un caudal inferior
a 50 l/s sean limpiados manualmente; para caudales mayores de 150 l/s se
recomienda una limpieza mecánica. Para caudales intermedios debe
justificarse la selección realizada. En desarenadores de limpieza manual que
se usen con aguas negras combinadas debe llevarse a cabo lo siguiente :
• Medición periódica del lecho de arena acumulado.
• Aislamiento del desarenador en el momento en que la arena
ocupe 2/3 del volumen.
• Drenaje del agua residual en la cámara. Este se puede realizar, en
algunas instalaciones, por medio de canalizaciones que devuelven el
líquido drenado al afluente o a una unidad del sistema de tratamiento
adoptado.
• Remoción de la arena.
• Estimación de la cantidad de arena removida para los registros en
las fichas de operación.
• Transporte del el material removido hacia el sitio de disposición.
• Lavado del desarenador para ser utilizado nuevamente.
• Analizar una muestra de la arena removida en términos de sólidos
volátiles. Adopción de medidas de corrección para las muestras que
presenten alto contenido de estos.
• Verificación de la cantidad de arena en las unidades
subsecuentes.
• Remoción de la arena, si fuera el caso, retenida en las demás
unidades de tratamiento.
Para los desarenadores de limpieza mecánica, la operación debe ser
similar a los de limpieza manual, cumpliendo además con lo siguiente:
• Mantenimiento los equipos de acuerdo con el manual de
instrucciones del fabricante.
• Mantenimiento del movimiento del equipo libre de obstrucciones.
• Lavado diario, con chorros de agua, de las paredes y los
raspadores.
• Vaciado y revisión, por lo menos una vez por año, de las unidades.
Debe ensayarse el equipo que se encuentre inmerso así como la
condición de la estructura.
Con el fin de evitar excesos de materia orgánica en el material removido se
recomienda lo siguiente:
• Aumentar la velocidad.
• Disminuir el tiempo de retención. Para lograr esto puede reducirse
el área de la sección transversal.
Para evitar el arrastre de arena en el efluente se recomienda:
• Remover con mayor frecuencia la arena acumulada.
• Colocar en funcionamiento otro vertedero.
• Aumentar el área de la sección transversal de la cámara. Se
recomienda además que el desarenador cuente con un sistema de
desvío del flujo o paso directo.
Capítulo IV: Tanques separadores de grasa
Artículo 182: Tiene por objeto la separación de las grasas y aceites por
flotación. Su operación puede ser manual o mecánica.
Artículo 183: Dependiendo de la naturaleza del agua residual se puede
diseñar un tanque separador de grasa o combinarse con el tanque de
sedimentación primaria.
Artículo 184: Son tanques pequeños de flotación donde la grasa sale a la
superficie, y es retenida mientras el agua aclarada sale por una descarga
inferior. No lleva partes mecánicas y el diseño es parecido al de un tanque
séptico. Recibe nombres específicos según al tipo de material flotante que vaya
a removerse.
Artículo 185: El material recolectado comprende aceites, grasas, jabón,
pedazos de madera y corcho, residuos vegetales y pieles de frutas, por ende
según el tipo de industria y el proceso de elaboración que usen se debe
considerar el diseño de un tanque especial.
Artículo 186: En promedio se aceptan concentración de hidrocarburos de
50 a 200mg/l, y dependiendo de la unidad seleccionada el diámetro del glóbulo
puede variar entre 0.0060 cm<d<0.015 cm.
Artículo 187: La separación de aceite libre puede ser llevada a cabo por
medio de dos métodos: Separadores de gravedad; en los cuales las gotas de
aceite se elevan hacia arriba con una velocidad definida por su gravedad
especifica, gravedad artificial o ciclones.
Artículo 188: Los tipos de mas importantes de separadores de gravedad
son:
• Separadores convencionales tipo API (longitudinales) y
separadores circulares
• Separadores de placa, En esta clasificación se incluye los
separadores de placas paralelas, PPI, los separadores de placas
corrugadas, CPPI.
Artículo 189: Se sugiere la utilización de separadores tipo API ya que
asegurar una eficiencia de un 75% o más.
Artículo 190: Los separadores API consisten de estanques
rectangulares multicanales, los cuales disponen una zona de entrada, una zona
de separación de aceite/agua y una zona de salida.
Artículo 191: Las trampas de grasa deben operarse y limpiarse
regularmente para prevenir el escape de cantidades apreciables de grasa y la
generación de malos olores. La frecuencia de limpieza debe determinarse con
base en la observación. Generalmente, la limpieza debe hacerse cada vez que
se alcance el 75% de la capacidad de retención de grasa como mínimo. Estas
unidades deben ser dotadas de las Siguientes características:
• Capacidad suficiente de acumulación de grasa entre cada
operación de limpieza
• Condiciones de turbulencia mínima suficiente para permitir la
flotación del material.
• Dispositivos de entrada y salida convenientemente proyectados
para permitir una circulación normal el afluente y el efluente.
• Distancia entre los dispositivos de entrada y salida, suficiente para
retener la grasa y evitar que este material sea arrastrado con el efluente.
• Debe evitarse el contacto con insectos, roedores, etc.
Flotación
Artículo 204: El proceso de flotación se usa en aguas residuales para
remover partículas finas en suspensión y de baja densidad, usando el aire
como agente de flotación. Una vez que los sólidos han sido elevados a la
superficie del liquido, son removidos en una operación de desnatado. El
proceso requiere un mayor grado de mecanización que los tanques
convencionales de sedimentación; su uso deberá ser justificado ante el
organismo competente.
Artículo 205: Esta forma de eliminación de materia en suspensión será
adecuada en los casos en los que las partículas tengan una densidad inferior o
muy parecida a la del agua, así como en el caso de emulsiones, es decir, una
dispersión de gotas de un líquido inmiscible, como en el caso de aceites y
grasas. En este caso las burbujas de aire ayudan a flotar más rápidamente
estas gotas, dado que generalmente la densidad de estos líquidos es menor
que la del agua.
Artículo 206: En esta operación hay un parámetro importante a la hora
del diseño: La relación aire/sólidos, ml/l de aire liberados en el sistema por
cada mg/l de concentración de sólidos en suspensión contenidos en el agua a
tratar. Es un dato a determinar experimentalmente y suele tener un valor
óptimo comprendido entre 0.005 y 0.06.
Artículo 207: En el tratamiento de aguas se utiliza aire como agente de
flotación, y en función de cómo se introduzca en el liquido, se tienen dos
sistemas de flotación:
Flotación por aire disuelto (DAF): En este sistema el aire se introduce
en el agua residual bajo una presión de varias atmósferas. Los
elementos principales de estos equipos son la bomba de presurización,
el equipo de inyección de aire, el tanque de retención o saturador y la
unidad de flotación propiamente dicha, donde tiene lugar la reducción
brusca de la presión, por lo que el aire disuelto se libera, formando
multitud de microburbujas de aire.
Flotación por aire inducido : La operación es similar al caso anterior,
pero la generación de burbujas se realiza a través de difusores de aire,
normalmente situados en la parte inferior del equipo de flotación, o bien
inducidas por rotores o agitadores. En este caso el tamaño de las
burbujas inducidas es mayor que en el caso anterior.
Artículo 208: Los métodos para la inducción de la formación de la burbuja:
• Liberación de la presión a la que está sometido el líquido
(flotación por aire disuelto).
• Aireación a presión atmosférica. (flotación por aireación).
• Saturación con aire a la presión atmosférica, seguido de la
aplicación de vacío al líquido (flotación por vacío).
Artículo 209: En la flotación por aire disuelto el aire se disuelve en el agua
residual a una presión de varias atmósferas, para luego liberar presión hasta
alcanzar la atmosférica.
Artículo 210: Las aplicaciones de flotación por aire disuelto se centran en
el tratamiento de residuos industriales con un alto contenido de grasas y en el
espesamiento de lodos.
Artículo 211: En la flotación por aireación las burbujas de aire se
introducen directamente en la fase líquida por medio de difusores o turbinas
sumergidas.
Artículo 212: La aireación directa por cortos períodos de tiempo no es
efectiva para conseguir que los sólidos floten.
Artículo 213: Estas instalaciones no suelen recomendarse para conseguir
la flotación de grasas, aceites y sólidos presentes en las aguas residuales
industriales, pero tiene buenos resultados en el caso de las aguas con
tendencia a provocar espumas.
Artículo 214: Los factores más importantes a considerar en el diseño de
un equipo de flotación son:
•••• Concentración de sólidos
•••• Cantidad de aire que se va a utilizar
•••• Velocidad ascensional de las partículas
•••• Carga de sólidos
Artículo 215: El método más comúnmente usado es flotación por aire
disuelto. la eficacia de este sistema de aire disuelto depende principalmente del
valor de la relación entre el volumen de aire y la masa de sólidos (a/s)
necesario para obtener un determinado nivel de clarificación.
AS = 1,3sA fP − 1$
sA
Ecuación 10: Flotación por aire disuelto sin recirc ulación
Donde:
A/s = relación aire-sólidos, ml (aire)/mg (sólidos).
sa = solubilidad del aire, ml/l.
f = fracción de aire disuelto a la presión p.
Generalmente, f = 0,8
P = presión, atm.
= p + 101,35; p = presión manométrica, kpa.
sa = concentración de sólidos en el fango, mg/l.
Artículo 216: Para un sistema en el que sólo el caudal de recirculación
es presurizado
AS = 1,3sA fP − 1$R
sA ∗ Q
Ecuación 11: Flotación por aire disuelto con recirculación
Donde:
R= caudal de recirculación presurizada, m3/d.
Q = caudal de líquido mezcla, m3/d.
• El numerador representa el peso del aire y el denominador el peso
de los sólidos.
• El factor 1,3 corresponde al peso específico del aire (mg/cc)
• El término (-1) del paréntesis se incluye para prever la posibilidad
de que el sistema funcione a presión atmosférica.
TITULO IX
TRATAMIENTO PRIMARIO
Capítulo I: Generalidades
Artículo 217: El objeto del tratamiento primario es la remoción de sólidos
orgánicos e inorgánicos sedimentables, para disminuir la carga en el
tratamiento biológico. Los sólidos removidos en el proceso tienen que ser
procesados antes de su disposición final.
Artículo 218: Los procesos del tratamiento primario paras las aguas
residuales pueden ser: tanques de floculación, sedimentación, flotación u otros
que funcionan como casos especiales.
Capítulo II: Filtros intermitentes de arena
Artículo 219: Se usaran cuando el terreno tiene muy baja permeabilidad o
excesiva y por tanto no es posible la infiltración superficial
Artículo 220: Se debe sustituir el suelo natural por un suelo artificial con
material adecuado para la filtración como en el caso de arenas.
Artículo 221: Los Lechos de arenas deben tener espesores entre 60 y 90
cm y estar sobre una capa de grava graduada, equipada de las
correspondientes tuberías dragantes para la evacuación del efluente.
Artículo 222: Se puede construir bien enterrados o cubiertos de concreto.
Artículo 223: El agua a tratar se debe distribuir sobre la superficie del
lecho, a través de tuberías perforadas, para no saturar el lecho de forma
permanente y poder así mantener las condiciones.
Tabla 15.
%De eliminación de DBO
Nota. (Romero, 2000)
Capítulo III: Precipitación química
Artículo 223: Consiste en la eliminación de una sustancia disuelta
indeseable, por adición de un reactivo que forme un compuesto insoluble con
el mismo, facilitando así su eliminación por cualquiera de los métodos
descritos en la eliminación de la materia en suspensión.
Artículo 224: Se puede incluir en floculación-coagulación, sin embargo el
término precipitación se utiliza mas para describir procesos como la formación
de sales insolubles, o la transformación química de un ión en otro con mayor o
menor estado de oxidación que provoque la formación de un compuesto
insoluble.
Artículo 225: Un reactivo de muy frecuente uso en este tipo de
operaciones es el Ca 2+, dada la gran cantidad de sales insolubles que forma,
por ejemplo es el método utilizado para la eliminación de fosfatos (nutriente).
Además posee cierta capacidad coagulante, lo que hace su uso masivo en
aguas residuales urbanas y muchas industriales de características parecidas.
Capítulo IV: Intercambio Iónico
Artículo 226: Es una operación en la que se utiliza un material,
habitualmente denominado resinas de intercambio iónico, que es capaz de
retener selectivamente sobre su superficie los iones disueltos en el agua, los
mantiene temporalmente unidos a la superficie, y los cede frente a una
disolución con un fuerte regenerante.
Artículo 227: Se recomienda usar para la eliminación de sales cuando se
encuentran en bajas concentraciones, siendo típica la aplicación para la
desmineralización y el ablandamiento de aguas, así como la retención de
ciertos productos químicos y la desmineralización de jarabes de azúcar.
Artículo 228: Las propiedades que rigen el proceso de intercambio iónico
y que a la vez determinan sus características principales son las siguientes:
• Las resinas actúan selectivamente, de forma que pueden preferir
un ión sobre otro con valores relativos de afinidad de 15 o más.
• La reacción de intercambio iónico es reversible, es decir, puede
avanzar en los dos sentidos.
• En la reacción se mantiene la electroneutralidad.
• Hay sustancia naturales (zeolitas) que tienen capacidad de
intercambio, pero en las industrias se utilizan resinas poliméricas de
fabricación sintética con muy claras ventajas de uso.
Artículo 229: es este caso será la superficie específica del sólido, dado
que el compuesto soluble a eliminar se ha de concentrar en la superficie del
mismo.
Capítulo V: Mezcladores
Artículo 224: El mezclado de un líquido de varias formas: 1) en resaltos
hidráulicos en canales; 2) en tubos tipo Venturi; 3) en conducciones; 4) en
bombas; 5) en recipientes con ayuda de medios mecánicos.
Artículo 225: Las paletas deben de girar por lo general lentamente ya que
una gran superficie de las mismas se halla expuesta al líquido.
Artículo 226: La producción de un buen floculo requiere generalmente un
tiempo de detención de 15 a 30 minutos. Por otro lado, un tiempo de detención
de 2 a 5 minutos es más que suficiente para el mezclado pro agitación
intensiva de productos químicos en depósitos equipados con turbinas
mezcladores con hélices.
Artículo 227: La producción de vórtices o remolinos de masa en los
líquidos debe evitarse colocando bordes de 10 cm de espesor por toda la
altura del envase.
Artículo 228: El proceso de mezcla generalmente tiene lugar en régimen
turbulento donde predominan las fuerzas de inercia. Por regla cuanto más alta
sea la velocidad y mayor sea la turbulencia más eficaz será el mezclado.
Artículo 229: Las siguientes relaciones matemáticas expresan el computo
de la energía necesaria en condiciones laminares y turbulentas:
��� ���: G = H7� I��<J
Ecuación 13. Ecuación de la energía para flujo lami nar
K��L������: G = H7� ƿ�J<�
Ecuación 14. Ecuación de la energía para flujo turb ulento
Donde P: energía necesaria, en kgm/s
k: constante
ge: aceleración de gravedad, 9.8 m/s2
µ: Viscosidad dinámica del fluido, en kg/s.m
ƿ: Densidad del fluido, en kg/m3
D: diámetro del impulsor en m
n: revoluciones por segundo (rps)
Tabla 16
Valores de k desarrollados por Rushton
Impulsor Laminar Turbulento Hélice, paso cuadrado, 3 palas 41,00 0,32
Hélice, paso de dos, 3 palas 43,50 1,00 Turbina, 6 palas planas 71,00 6,30
Turbina, 6 palas curvadas 70,00 4,80 Turbina ventilador, 6 palas 70,00 1,65
Turbina , 6 palas en punta de flecha 71,00 4,00 Paleta plana, 6 palas 36,50 1,70
Turbina cerrada, 2 palas 97,50 1,08 Turbina cerrada con estator (sin deflectores) 172,50 1,12 Nota. (Metcalf-Eddy, 1977)
Artículo 230: Los mezcladores se deben seleccionar a partir de los
resultados de los ensayos en plantas pilotos en laboratorio o por datos
suministrados por el fabricante.
Mezcladores mecánicos
Artículo 231: Se requiere una turbulencia elevada para lograr una mezcla
homogénea de la sustancia química agregada con el agua
Artículo 232: El movimiento de rotación producido por las paletas, deben
generar fuertes corrientes axiales, que dispersen completamente la sustancia
química agregada
Artículo 233: Cuando la velocidad de rotación alcance valores entre 400 y
18000 revoluciones por minuto (rpm) se debe generar un movimiento de
rotación alrededor del eje denominado (Vórtice)
Artículo 234: El eje Vórtice debe producir una disminución de la velocidad
del fluido
• si la hélice es sumergida significativamente la misma masa de agua
evita la formación del Vórtice
Artículo 235: Se pueden incluir en el diseño de mezcladores mecánicos
tabiques verticales para romper la velocidad del agua e introducir corrientes
cruzadas que aumenten la turbulencia del flujo.
�N = G × 7O × �J × <�
Ecuación 15. Del número de inercia caracterizada po r el número de
potencia
NQ = D� × n × ρμ
Ecuación 16. Ecuación del de número de Reynolds
�V = < × ��7
Ecuación 17. Ecuación del de número de Froude
En donde:
• P = potencia en g-Cm/seg
• n = numero de revoluciones rev/seg
• D = diámetro del impulsor, en cm
• O = densidad del flujo, en g/ cm
• I = viscosidad absoluta, en g-masa/cm*seg
• 7 = aceleración de gravedad, en cm/seg*seg
Si se evita el Vórtice:
�N = W × �X$Y
Ecuación 18. Ecuación usada cuando se evita el Vór tice
Donde:
• K = constante que depende de la forma del impulsor, tamaño y
número de pantallas
• P = exponente que depende del régimen del fluido
Cuando el numero de Reynolds es suficientemente grande (digamos
mayor a 105) el flujo es turbulento y si se evita el vórtice, P = 0
�Y = G × 7O × �J × <�
Ecuación 19. Expresión usada para Reynolds grande y se evita el
vórtice.
P = Z[ × ρ × nJ × D�
Ecuación 20. Calculo de exponente
Pada calcular K se puede utilizar el siguiente grafico
Figura 58.Figura 58. Calculo de K. Nota: (Mijares, 1967)
(Mijares, 1967)
Figura 59. Curva para calcular el valor de K. Nota: (Mijares, 1967)
Artículo 236: Para el cálculo del diámetro del impulsor:
Diámetro del impulsor = 1/3 Diámetro del tanque
Ecuación 11. Diámetro del impulsor
Artículo 237: Para el cálculo de la potencia se usa la siguiente
ecuación:
Calculo de la potencia = k/ge x n 3 x D5
Ecuación 12. Calculo de la potencia
K = constante especifica depende de la forma del impulsor D = densidad del liquido a mezclar g / cm3
d = diámetro del impulsor en cm n = rev/ seg ge = aceleración de gravedad cm/ seg2
Artículo 238: El número de Reynolds dependerá:
NR = D 2 x n x d / va
Ecuación 13. Número de Reynolds
D = Diámetro del impulsor en cm n = rev/ seg d = Densidad del liquido a mezclar g / cm3 va = Viscosidad absoluta en g-masa / cm x seg
Artículo 239: El gradiente de velocidad viene dado por:
G = Pot / V x va
Ecuación 14. Gradiente de velocidad.
G = Gradiente de velocidad
Pot = Potencia en Watt
V = Volumen del tanque en m3
va = Viscosidad absoluta en g-masa / cm x seg
Capítulo VI: Floculación
Artículo 240: De acuerdo con las características de receptor y de las
descargas, existen aguas que luego de aplicar los tratamientos de los capítulos
anteriores, se le necesita aplicar una determinada intensidad de tratamiento a
los líquidos residuales que se descargan, al límite de lograr una reducción más
significativa, entre otros para de la demanda bioquímica de oxígeno.
Artículo 241: Los tratamientos primarios descritos anteriormente se basan
una separación física de los sólidos suspendidos con la ayuda de
sedimentación-flotación, por ende no es posible obtener una remoción de DBO
mayor, se pude esperar de un 35 a 40 por 100, dependiendo de las
características del despojo del liquido y de las unidades de clarificación.
Artículo 242: La coagulación-floculación es parte del proceso físico-
químico de tratamiento que tiene por objeto retirar el material contaminante del
agua que consta de cuatro procesos o etapas: mezclado, coagulación,
floculación y sedimentación.
Artículo 243: En el mezclado se debe buscar la distribución uniforme y
rápida del coagulante en el agua antes de que se verifique reacción químicas
en proporción apreciable.
Artículo 244: Para que la coagulación sea óptima, es necesario ajustar el
pH antes de que comience a formarse el flóculo o precipitado. ya que el tiempo
de coagulación es muy corto.
Artículo 245: Existen distintos tipos de coagulantes que se usan en
distintas porciones, la manera obligatoria de saber cómo escoger que
coagulante a añadir es la prueba de jarras. Sin embargo se señalan distintos
tipos y cantidades de coagulantes:
Los coagulantes suelen ser productos químicos que en solución aportan
carga eléctrica contraria a la del coloide. Habitualmente se utilizan sales con
cationes de alta relación carga/masa (Fe3+, Al3+) junto con polielectrolitos
orgánicos, cuyo objetivo también debe ser favorecer la floculación:
Artículo 246: La electrocoagulación es otra forma de llevar a cabo el
proceso, ampliamente utilizada en el caso de tratamiento de aguas industriales.
Consiste en la formación de los reactivos in situ mediante la utilización de una
célula electrolítica. El ánodo suele ser de aluminio, formándose cationes de
Al3+, mientras en el cátodo se genera H2, siendo útil si la separación posterior
de la materia es por flotación.
Artículo 247: En la eficacia de la coagulación influyen diversos factores
entre los que destaca el pH y otras características físico-químicas del agua, así
como una adecuada energía de agitación rápida para conseguir una apropiada
dispersión del coagulante y proporcionar las necesarias colisiones entre las
partículas para conseguir una óptima coagulación.
Artículo 248: Para el proceso que continúa se debe realizar un tanque de
mezcla rápida el cual será diseñado siguiendo los parámetros de mezcladores
descritos anteriormente.
Artículo 249: A continuación de la etapa de coagulación tiene lugar un
segundo proceso llamado floculación, este tiene lugar tras someter a los
microflóculos a una agitación lenta que permite la unión de estos en agregados
mayores o flóculos, visibles ya a simple vista y con la suficiente cohesión y
densidad para someterlos a la siguiente etapa de sedimentación. La floculación
requiere un menor gradiente de agitación para impedir la rotura y disgregación
de los flóculos ya formados. Los flóculos rotos son difíciles de retornar a su
tamaño inicial. Para el diseño del tanque de mezcla lenta se deben seguir los
parámetros de mezcladores descritos anteriormente.
Artículo 250: Posteriormente luego de la mezcla debe existir una fase de
sedimentación o flotación que debe diseñarse siguiendo los parámetros
descritos en la sección anterior.
Artículo 251: Para que el proceso sea el adecuado se debe hacer las
pruebas de jarras. Esta prueba es de uso obligatorio para diseñar el proceso de
floculación-coagulación.
Artículo 252: Se debe tener cuidado a las variaciones del pH tanto que en
el proceso como a su salida, pues el mismo se da a pH adecuados y a su vez
las variaciones del mismo pueden afectar los procesos siguientes, por ello se
debe instalar un medidor de pH a la entrada del proceso y a la salida del
mismo.
Artículo 253: En caso de falla del sistema por coagulación no se le debe
agregar más coagulante, se debe comprobar las propiedades del agua y repetir
la prueba de jarras para comprobar si las dosificaciones son correctas.
Artículo 254: Existen variantes del sistema en el cual se realiza todo el
proceso en un solo tanque, se deja libre el diseño de este sistema siempre que
el ente encargado compruebe el funcionamiento del mismo.
Artículo 255: Para el cálculo del floculadores se tiene:
\ = ]^_ ∗ ` ∗ abc ∗ d ∗ e f
g ch
Ecuación 15. Ecuación de gradiente de velocidad Donde: Cd = coeficiente de arrastre
A = Área de paletas (m)
v = velocidad media de las paletas (m/s)
n = viscosidad cinemática del liquido (m2/s)
V = Volumen útil del tanque de floculación (m3)
G = Gradiente de velocidad (s-1)
Artículo 256: El área de la paleta viene dado por:
A = 2 ∗ G ∗ n ∗ VCd ∗ vJ
Ecuación 16. Áreas de paletas
Artículo 257: El diámetro medio de giro será:
< ��� � = 60 ∗ ;� ∗ 3.14
Ecuación 17. Diámetro medio de giro
Donde: v = velocidad media de las paletas (m/s)
N = revoluciones por minutos (RPM)
Artículo 258: Para el cálculo de la potencia de accionamiento se sabe
que:
G�� = p� ∗ ;q ∗ �7
Ecuación 18. Potencia de accionamiento
Donde: G = Gradiente de velocidad (s-1)
va = velocidad absoluta
V = Volumen (m3)
g = aceleración de gravedad (m/s2)
Capítulo VII: Sedimentadores
Artículo 259: El mismo se clasifica según su funcionamiento como:
a) Sedimentadores comunes, que verifican en ellos solo la sedimentación;
lodos removidos periódica o continuamente, b) Tanque Imhoff y c) Tanque
séptico. Según la forma en planta: a) Rectangulares: fondo plano, fondo
inclinado, fondo con tolvas para lodos, b) circulares; fondo plano, fondo con
tolvas para lodos. Según sus sistemas de remoción a) Mecanizados y b)
Simples, generalmente remoción periódica, hecha por presión hidráulica.
Artículo 260: El periodo de diseño, teniendo en cuenta criterios
económicos y técnicos es de 20 años.
Artículo 261: El número de unidades mínimas en paralelo es de dos (2)
para efectos de mantenimiento.
Artículo 262: El periodo de operación es de 24 horas por día.
Artículo 263: El tiempo de retención será entre (2 – 6) horas.
Artículo 264: La carga superficial será entre los valores de (24- 41)
m3/m2/día.
Artículo 265: La profundidad del sedimentador será entre (1,5 – 4,5) m.
Artículo 266: La relación de las dimensiones de largo y ancho L/A será
entre los valores de 4 - 20.(Mínimo 3)
Artículo 267: La relación de las dimensiones de largo y profundidad L/H
será entre los valores de 4- 20.
Artículo 268: El fondo de la unidad debe tener una pendiente entre 5 a
10% para facilitar el deslizamiento del sedimento.
Artículo 269: La velocidad en los conductos de trasvase no debe ser
mayor a 0,15 m/s para no crear perturbaciones dentro de la zona de
sedimentación.
Artículo 270: Se debe ensanchar los orificios en un ángulo de 15° en el
sentido del flujo.
Artículo 271: La descarga de lodos se debe ubicar en el primer tercio de la
unidad, pues el 80% del volumen de los lodos se deposita en esa zona.
Artículo 272: Se debe efectuar experimentalmente la determinación del
volumen máximo que se va a producir.
Artículo 273: El caudal por metro lineal de recolección en la zona de
salida debe ser igual o inferior a 3 l/s.
Artículo 274: Se debe guardar la relación de las velocidades de flujo y las
dimensiones de largo y altura.
�� = �r�s
Ecuación 21. Relación entre velocidad del flujo y d imensiones
Artículo 275: Para el caso de tanques rectangulares, la localización de
los rebosaderos debe tenerse muy en cuenta en el diseño con el fin de evitar
que cantidades considerables de partículas suspendidas salgan del
sedimentador por estos orificios. Con este propósito se recomienda colocar
éstos dispositivos fuera de la región de influencia de las corrientes de densidad
o instalar pantallas especiales para evitar el impacto de dichas corrientes.
También se recomienda reducir la velocidad horizontal a 2.m/s a lo largo de los
clarificadores.
Artículo 276: Para el caso de tanques circulares se recomienda: colocar
pantallas circulares y horizontales debajo de la estructura de alimentación de
los tanques alimentados por el centro. Se recomienda que el radio de las
pantallas esté entre 10 y 20 % por encima del radio de la estructura de
alimentación. Para el caso de tanques rectangulares, se recomienda la
colocación de pantallas con una extensión entre 150 y 300 mm por debajo de
los puntos de entrada que se hallan debajo de la superficie del agua.
Artículo 277: Además, debe evitarse una acumulación excesiva de lodos
ya que estos pueden descomponerse y crear gases y olores indeseables. Se
debe quitar la capa de natas que se forma en la superficie del agua, por lo
menos dos veces al día, y remover de inmediato el lodo flotante. En caso que
un tanque se ponga fuera de servicio por uno o dos días, se debe drenar el
contenido del tanque, y limpiar luego el interior. Si el tanque sale del servicio de
lodo permanente, se debe llenar el tanque con agua químicamente tratada
(típicamente con cloro) para prevenir el crecimiento de algas o bacterias. De
acuerdo con los resultados del estudio de impacto ambiental debe cubrirse el
tanque, recoger los olores y tratarlos, para evitar los efectos sobre la
comunidad adyacente, si así lo exigen.
Artículo 278: Se debe tener un manual de operación y mantenimiento
que contemple los siguientes aspectos :
• Plan de limpieza.
• Control de olores.
• Operación en condiciones de caudal mínimo y máximo.
• Manejo de lodos.
• Prevención de cortocircuitos.
• Arranque.
• Control de lodos flotantes.
Artículo 279: Los tanques de sedimentación pequeños, de diámetro o lado
no mayor deben ser proyectados sin equipos mecánicos. La forma puede ser
rectangular, circular o cuadrado; los rectangulares podrán tener varias tolvas y
los circulares o cuadrados una tolva central, como es en caso de los
sedimentadores tipo Dormund. La inclinación de las paredes de las tolvas de
lodos será de por lo menos 60 grados con respecto a la horizontal. Los
parámetros de diseño son similares a los sedimentadores con equipos
mecánicos.
Artículo 280: Los tanques de sedimentación mayores usarán equipos
mecánicos para el barrido de lodos y transporte a los procesos de tratamiento
de lodos.
Artículo 281: Los parámetros de diseño del tanque de sedimentación
primaria y sus eficiencias deben ser preferiblemente determinadas
experimentalmente. Cuando se diseñen tanques convencionales de
sedimentación primaria sin datos experimentales se usaran los siguientes
criterios de diseño:
• Los canales de repartición y entrada a los tanques deben ser
diseñados para el caudal máximo horario.
• Los requisitos de área deben determinarse basando cargas
superficiales entre 24-60 M/D basado en el caudal medio de diseño, lo
cual equivale a una velocidad de sedimentación de 1,00 a 2,5 m/h.
• El periodo de retención nominal será de 1,5 a 2,5 horas
(recomendable <2 horas), basado en el caudal máximo diario de diseño.
• La profundidad es el producto de la carga superficial y el periodo
de retención, esta debe estar entre 2 y 3,5 m.
• La relación entre largo/ancho debe estar entre 2 y 10 metros
(recomendable 4 metros) y la relación largo/profundidad entre 5 y 30
metros.
• La carga hidráulica en los vertederos será de 125 a 500 m3/d por
metro lineal (recomendable 250), basado en el caudal máximo diario de
diseño.
• La eficiencia de remoción del proceso de sedimentación puede
estimarse de acuerdo con la tabla siguiente:
Tabla 17
Eficiencia de remoción de DBO en el proceso de sedimentación
PERIODO DE RETENCION
NOMINAL (HORAS)
DBO 100 A 200 mg/l
DBO 200 A 300 mg/l
1,5 2,0 3,0 4,0
DBO 30 33 37 40
SS* 50 53 58 60
DBO 32 36 40 42
SS* 56 60 64 66
SS* = sólidos en suspensión totales.
Nota. Altuve y Ramirez (2011)
• El volumen de lodos primarios debe calcularse para el final del
período de diseño (con el caudal medio) y evaluarse para cada 5 años
de operación. La remoción de sólidos del proceso se obtendrá de la
siguiente tabla:
Tabla 18
Remoción de sólidos en el proceso
TIPO DE LODO PRIMARIO
GRAVEDAD ESPECIFICA
CONCENTRACION DE SÓLIDOS
RANG % RECOMENDADO
Con alcantarillado
sanitario
1,03
4 - 12
6,0
Con lodo
activado de
exceso
1,03
3 - 10 4,0
Nota. Altuve y Ramirez (2011)
• El retiro de los lodos del sedimentador debe efectuarse en forma
cíclica e idealmente por gravedad. Donde no se disponga de carga
hidráulica se debe retirar por bombeo. Para el lodo primario se
recomienda:
o Bombas rotativas de desplazamiento positivo.
o Bombas de diafragma.
o Bombas de pistón.
o Bombas centrifugas con impulsor abierto.
o Sistemas de airlift
o Carga hidrostática
Para una adecuado funcionamiento de la planta, es recomendable
instalar motores de velocidad variable que funciones cada 0,5 a 4
horas. El sistema de conducción de lodo podrá incluir, de ser
necesario, un dispositivo para medir el caudal.
• El volumen de la tolva de lodos debe ser verificado para el
almacenamiento de lodos de dos ciclos consecutivos. La velocidad en la
tubería de salida del lodo primario debe por lo menos 0,9 m/s.
Artículo 282: La superficie de sedimentación viene dada por la siguiente
ecuación:
t = ��
Ecuación 19. Superficie de sedimentación
Donde: S = superficie de sedimentación (m2)
Q = caudal a tratar (m3/h)
V = Velocidad ascensional (m/h)
Valores usuales de parámetros:
Tabla 19
Valores de velocidad ascensional a caudal medio
Sedimentación primaria
Velocidad ascensional a caudal medio
Valor mínimo Valor típico Valor máximo
Sedimentadores de flujo vertical
1,00 m/h 1,50 m/h 2,00 m/h
Sedimentadores de flujo horizontal
0,80 m/h 1,30 m/h 1,80 m/h
Nota. (Romero, 2000)
Tabla 20
Velocidad ascensional a caudal máximo
Sedimentación primaria
Velocidad ascensional a caudal máximo
Valor mínimo
Valor típico
Valor máximo
Sedimentadores de flujo vertical
2,00 m/h 2,50 m/h 3,00 m/h
Sedimentadores de flujo horizontal
1,80 m/h 2,20 m/h 2,60 m/h
Nota. (Romero, 2000)
Artículo 283: El volumen de sedimentación primaria viene dado por:
� = � ∗ Kr
Ecuación 20. Calculo del volumen de sedimentación
Donde: V = volumen de sedimentación (m3)
Q = Caudal a tratar (m3/h)
Tr = Tiempo en retención (h)
Artículo 284: El tiempo de retención dependerá de:
El parámetro principal es el tiempo de retención pudiendo ser para el
caudal máximo y para el caudal medio
Tabla 21
Tiempo de retención para caudal medio y máximo.
Sedimentación primaria
Valor mínimo
Valor típico Valor Máximo
Tiempo de retención para el caudal medio
1,5 h 2,00 h 3,00 h
Tiempo de retención para el caudal máximo
1,00 h 1,5 h 2,00 h
Cuando la sedimentación primaria es usada como tratamiento único se aumentaran las cifras aterieres 30%
Nota. Altuve y Ramirez (2011)
Artículo 285: Un sedimentador circular de flujo vertical:
Donde: h = altura del decantador; h ≤ 2 m
φ = diámetro del decantador; φ < 40 m
Y un sedimentadores rectangulares de flujo vertical:
Donde: L = longitud del decantador
h = altura útil del decantador
b = Ancho del decantador
Pueden usarse las siguientes relaciones:
Tabla 22
Valores para el diseño de sedimentador
Sedimentación primaria
valor mínimo Valor típico Valor Máximo
L 5 - 90
L/h 5 15 40
L/b 1,5 4,5 7,5
h 1,5 3 3
Nota. Altuve y Ramirez (2011)
Tabla 23 Relación entre variables del sedimentador
L = longitud B = anchura
L/B L/H B/H
De 1,5 a 7,5 De 4,2 a 25 -
4,27 11,5 -
De 3 a 5 - -
- De 6 a 20 De 2 a 6
- De 20 a 35 -
Nota. Altuve y Ramirez (2011)
• Para tanteos según Huisman:
� = 112 �4,u
Ecuación 21. Calculo de H según Huisman
v = 18,5 ��x
Ecuación 22. Calculo de B por Huisman
Artículo 286: Las dimensiones de la zona de entrada
Decantadores circulares de flujo vertical siendo para el cilindro central de entrada
φ1 = diámetro del cilindro
h1 = altura del cilindro desde el borde superior del decantador
φ = diámetro del decantador
h = altura del decantador
Pueden tomarse las siguientes relaciones
Tabla 24
Tabla de relaciones en sedimentadores
φφφφ1 /φφφφ Valor mínimo Valor típico Valor Máximo
0,05 0,1 0,2
h1/ h 0,25 0,40 0,55
Nota. Altuve y Ramirez (2011)
Sedimentadores rectangulares de flujo horizontal
Donde: ∆h = perdida de carga ocasionada por el sistema de entrada al decantador; ∆h puede tomarse de 0,20 a 0,30 m
• Vertedero de salida:
� = ��
Ecuación 23. Longitud del vertedero de salida
Donde: L = longitud necesaria del vertedero (m)
Q = Caudal a tratar (m3/h)
V = Carga de salida por el vertedero (m3/h/m)
Tabla 25
Valores típicos de caudal
Sedimentadores primarios
valor mínimo yb/{
y
Valor típico yb/{
y
Valor Máximo yb/{
y
Sedimentadores circulares
5 9,5 18
Sedimentadores
rectangulares
5 10 26
Sedimentadores
secundarios
circulares 2 5 10
rectangulares 2 6,5 12
Nota. Altuve y Ramirez (2011)
Artículo 287: El mecanismo de barrido de lodos de tanques rectangulares
tendrá una velocidad entre 0,6 y 1,2 m/min.
Artículo 288: La características de los tanques circulares de
sedimentación serán las siguientes:
• Profundidad: de 3 a 5 m.
• Diámetro: de 3,6 a 4,5 m.
• Pendiente de fondo: de 6% a 16% (recomendable de 8%)
Artículo 289: El mecanismo de barrido de lodos de los tanques circulares
tendrá una velocidad periférica tangencial comprendida entre 1,5 y 2,4 m/min o
una velocidad de rotación de 1 a 3 revoluciones por hora, siendo 2 m/h un valor
recomendable.
Artículo 290: El sistema de entrada al tanque debe garantizar la
distribución uniforme del líquido a través de la sección transversal y debe
diseñarse en forma tal que se eviten cortocircuitos.
Artículo 291: La carga hidráulica en los vertederos de salida será de 125 a
500 m3/d por metro lineal (recomendable 250), basado en el caudal máximo
diario de diseño.
Artículo 292: La pendiente mínima de la tolva de lodos será 1,7 vertical a
1,0 horizontal, cuando la tolva sea demasiado ancha, se deberá proveer un
barredor transversal desde el extremo hasta el punto de extracción de lodos.
Las entradas deben diseñarse para dispersar la corriente de alimentación,
difundir homogéneamente el flujo por todo el tanque y evitar los cortocircuitos.
Las entradas pueden ser similares a vertederos, pero lo que más se usa es un
canal de compuertas espaciadas. Se recomienda una distancia mínima de 3.0
m entre la entrada y la salida y una velocidad de entrada de 0.3 m/s. Además,
se recomiendan situar las estructuras de disipación a una distancia entre 0.6 y
0.9 m de la entrada y sumergidos unos 0.45 a 0.60 m según la profundidad del
tanque.
Deben usarse deflectores de espuma y materiales flotantes en la salida del
tanque en caso de que no se cuente con un equipo de limpieza mecánico. El
diseño de los vertederos en la salida depende del caso específico y del criterio
del diseñador, pero teniendo en cuenta que la carga del vertedero para plantas
con capacidad menor de 4,000 m³/día no debe ser mayor de 133 m³/m/día.
Para plantas mayores puede ser hasta de 500 m³/m/día.
Tolvas de lodo
Artículo 293: Las tolvas de lodos deben tener una capacidad mínima de
almacenamiento en caso de descarga periódica: 12 horas.
Artículo 294: La inclinación de las paredes debe ser 60° mínimo.
Artículo 295: La tubería de remoción de lodos debe tener un diámetro no
menos de 0.10 m (4")
Artículo 296: La carga hidrostática mínima es de 1,5m.
Artículo 297: La pendiente de la tubería: 3%.
Artículo 298: Ancho de la base inferior de la tolva de lodos: 0,9 m o
menor.
Artículo 299: Pendiente del fondo de los sedimentadores mecanizados:
1% aproximadamente.
Artículo 300: La descarga el fondo por lo general requiere de un diámetro
grande para que la descarga se realice en un tiempo razonable. Para ello se
puede utilizar la siguiente fórmula:
t = 94800 × � × √ℎ
Ecuación 22. Calculo del fondo área de descarga del fondo
A: Área del sedimentador en m2
T: Tiempo de descarga en horas.
H: Altura del agua sobre el eje de la tubería en m.
S: Área necesaria para la tubería en m2
Medidor y repartidor de caudal
Artículo 301: Se deben usar dispositivos de entrada como vertederos
simples, entrada simple o múltiple con cortina, cortina perforada, canaletas
múltiples, central: sedimentadores circulares o cuadrados otros de tipo
especial.
Artículo 302: El medidor de caudal debe incluir un pozo de registro para la
instalación de un ilmnigrafo. Este mecanismo debe estar instalado en una
caseta con apropiadas medidas de seguridad.
Artículo 303: Las estructuras de repartición de caudal deben permitir la
distribución del caudal considerando todas sus variaciones, en proporción a las
áreas de las unidades primarias, en el caso de lagunas de estabilización. En
general estas facilidades no deben permitir la acumulación de arena.
Artículo 304: Los repartidores pueden ser de los siguientes tipos:
• Cámara de repartición de entrada central y flujo ascendente, con
vertedero circular o cuadrado e instalación de compuertas
manuales, durante condiciones de mantenimiento correctivo.
• Repartidor con tabiques en régimen critico, el mismo que se
ubicara en el canal.
Artículo 305: Otros debidamente justificados ante el organismo
competente.
Artículo 306: Para las instalaciones antes indicadas el diseño se efectuara
para las condiciones de caudal máximo horario, debiendo comprobarse su
funcionamiento para condiciones de caudal mínimo al inicio de la operación.
Digestión de lodos proveniente de procesos primario s
Artículo 307: Se debe remover la materia orgánica en materia orgánica o
inorgánica más estable o inherente.
Artículo 308: Se debe conocer o estimar el volumen de lodo producido en
los tanques de sedimentación primarios, de modo que el proyecto y
dimensionamiento de los tanques, junto con las instalaciones de tratamiento y
eliminación del lodo se puedan llevar a cabo correctamente.
Artículo 309: La cantidad de lodos a extraer de la sedimentación primaria
viene dada por la cantidad de sólidos en suspensión eliminada en el proceso.
Si se considera la densidad de lodo igual a la del agua, dada su escasa
diferencia, el volumen de lodos primarios producidos puede ser aproximado por
la siguiente expresión:
V = SS / (10 x C)
Ecuación 23. Calculo de volumen de lodos producidos
Donde:
V: Volumen diario de lodos primarios en m3/d
SS: cantidad de sólidos en suspensión del lodo primario en Kg/d
C: Concentración del lodo primario
La concentración del lodo primario suele ser la que se adjunta a
continuación:
Tabla 26.
Concentración de lodo
Lodos Primarios Concentración %
Valor típicoValor
máximo Valor mínimo Decantadores de succión 1 1,5 2 Decantadores en tanques 3 5 7
Nota: (Colombia, 2000)
Artículo 310: En la producción total de lodos se consideran al menos tres
sumandos :
• Peso total de lodos producidos por eliminación o decantación de
sólidos en suspensión (Total de sólidos en suspensión de entrada por
rendimiento previsto en decantación)
• El peso de lodos producidos por precipitación química (Habrá de
calcularse en función de los elementos que se hayan pretendido
eliminar(fósforo por ejemplo)
• El retorno de lodos biológicos en exceso (Se obtendrán en el
estudio del biológico).
Artículo 311: Para el dimensionamiento de los tanques de lodos, el
volumen (m3) necesario vendrá dado por el cociente entre el caudal medio de
lodos producidos (m3/h) y el tiempo de retención en los tanques (h).
• Los valores usuales del tiempo de retención en los tanques
pueden tomarse de la tabla:
Tabla 27
Tiempo de retención de lodos
Lodos Primarios
Tiempo de retención
Valor mínimo
Valor típico
Valor máximo
Sedimentador circular sin rasquetas
0,5 2 5
Sedimentador circular con rasquetas
4 6 8
Sedimentador rectangular 4 10 24
Nota: (Colombia, 2000)
• Los sedimentadores circulares con rasquetas de espesado se
pueden alcanzar concentraciones de lodos de hasta el 8%.
Artículo 312: A pesar de los tiempos de retención para el
dimensionamiento de pocetas, lo normal suele ser que las puertas de lodos se
realicen continuamente o mediante temporizaciones cortas.
Artículo 313: Se removerá el volumen de agua en los lodos primarios para
la economía de los procesos
• Los procesos más usuales en el tratamiento de lodos primarios:
espesamiento, secado de lodos o deshidratación.
• Como procesos complementarios se pueden mencionar:
purificación por lavado, el secado de lodos por calentamiento.
Artículo 314: El espesamiento debe concentrar los sólidos diluidos para
hacerlos más densos, disminuyendo al máximo su contenido de agua.
Artículo 315: El tanque de espesamiento debe de estar equipado con
paletas verticales y estas deben tener un movimiento lento por medio del cual
se mejora la eficiencia del proceso, con esto se obtiene una concentración de
10% a 15%.
Artículo 316: El volumen de agua que se extrae del tanque de
espesamiento regresará a la entrada de la planta.
Artículo 317: El secado de lodos o deshidratación no se debe hacer
directamente en el suelo para evitar focos de contaminación en el medio
circundante existen varios métodos para la deshidratación y secado de lodos
entre los más usuales están: lechos de secado, filtración por vacio, filtros
prensa.
Artículo 318: Los lodos generados en los procesos biológicos se secarán
en lechos de arena y grava por acción ambiental y percolación hacia el fondo y
el filtrado proveniente de los lechos regresará al sistema para ser tratado de
nuevo.
Artículo 319: Los lechos de secados serán de forma rectangular
preferiblemente y estarán delimitados perimetralmente por muros con
espesores de 0.29 a 0.40 metros y con una altura de 1 metro mínima.
Artículo 320: Los lechos de secados serán cubiertos en climas lluviosos o
fríos y descubiertos en zonas poco lluviosas o con temperaturas medias.
Artículo 321: El lodo debe llegar a los lechos de secados por gravedad o
por bombeo.
Artículo 322: Los lodos serán vertidos a una superficie acondicionada,
donde son expuestos al ambiente, permitiendo deshidratación y pérdida de
agua contenida en las partículas solidas.
Artículo 323: Se contaran con dos o más lechos de secado para
facilitar el mantenimiento y la operación del sistema.
Artículo 324: Esta estructura, construida habitualmente de mampostería,
concreto o de tierra (con diques), debe tener una profundidad útil de 50 a 60
cm. y un ancho entre 3 y 6 m. Está compuesta de una capa de ladrillos
colocados sobre el medio filtrante, que está constituido por arena fina, una
capa inferior de grava y drenes de tubos de 100 mm de diámetro
Artículo 325: Se deberá proveer de una tubería de descarga con su
respectiva válvula de compuerta y losa de fondo, para impedir la
destrucción del lecho.
Artículo 326: Para el diseño de los lechos de secado se tiene:
• Carga anual de sólidos:
C.A = Producción de Lodos x 365 d/año
Ecuación 24. Carga anual de sólidos
• Área de lechos:
A = C.A / C.S A = Kg/año / Kg/ m2 –año
Ecuación 25. Área de los lechos
Donde: C.S. = Carga específica de sólidos entre 49 y 196 Kg/m2-
año para lechos descubiertos.
C.S. = Carga específica de sólidos entre 58 y 196 Kg/m2-
año para lechos cubiertos con lámina traslucida.
C.A. = Carga anual de sólidos
Área de Lechos = Kg/año / Kg/ m2 -año
A = m2
Artículo 327: La filtración por vacio es un método mecánico usado para
reducir la humedad de los lodos ya tratados o primarios a los que no les fue
necesario hacerle un tratamiento adicional.
Es un cilindro hueco rotativo que se divide en compartimentos cada uno de
estos compartimientos están sujeto a una succión y presión.
Artículo 328: Los filtros prensa son métodos mecánicos usados para
reducir la humedad de los lodos ya tratados o primarios a los que no les fue
necesario hacerle un tratamiento adicional.
Artículo 329: La prensa está constituida por cierta cantidad de placas de
metal acanaladas de unos 75 centímetros de diámetros, con un orificio en el
centro.
Artículo 330: La prensa logra forzar a lodo a presión al espacio
comprimido entre dos placas, extrayendo el agua del lodo atreves de la tela
porosa pasando por los canales de la prensa.
Artículo 331: La prensa debe estar un tiempo estimado de 10 a 30
minutos en funcionamiento luego se afloja y se separa la torta de lodo húmedo,
el líquido sobrante de los lodos debe regresar al influente de la planta.
Tanques de Imhoff
Artículo 332: Son tanques de sedimentación primaria en los cuales se
incorpora la digestión de lodos en un compartimiento localizado en la parte
inferior. Se conocen también como tanques de doble acción. Se dividen en tres
cámaras que son:
• La sección superior, que se conoce como cámara de sedimentación
por donde pasaran las aguas negras
• La sección inferior, que se conoce como cámara de digestión de
lodos
• El respiradero y cámara de sobrenadante o área de ventilación del
gas.
Artículo 333: Las aguas residuales llegaran a la cámara de sedimentación
y pasaran a la cámara de digestión a través de las paredes inclinadas y por una
ranura que comunica a la cámara de digestión.
Artículo 334: Las paredes deben de ser inclinadas para forzar a los gases
a subir a la superficie para estos no intercedan en la acción sedimentadora,
por tanto los gases producidos en la digestión y sólidos suspendidos serán
desviados hacia la cámara de natas o área de ventilación.
Artículo 335: Para el diseño de la zona de sedimentación se utilizaran los
siguientes criterios:
• El área requerida para el proceso se determinara con una carga
superficial de 1 m3/m2/h, calculando en base al caudal medio.
• El periodo de retención nominal será de 1,5 a 2,5 horas. La
profundidad será producto de la carga superficial y el periodo de
retención.
• El fondo del tanque será de sección transversal en forma de V y la
pendiente de los lados, con respecto a la horizontal, tendrá de 0,15 a
0,20 m.
• El borde libre tendrá un valor mínimo de 0,50m.
• Las estructuras de entrada y salida, así como otros parámetros de
diseño.
Artículo 336: Para el diseño del compartimiento de almacenamiento y
digestión de lodos (zona de digestión) se tendrá en cuenta los siguientes
criterios:
• El volumen de lodos se determinara considerando la reducción de
50% de sólidos volátiles, con una densidad de 1,05 kg/l y un contenido
promedio de sólidos de 12,5% (al peso). El compartimiento será
dimensionado para almacenar los lodos durante un proceso de digestión
de acuerdo a la temperatura.
Tabla 28
Tiempo de digestión en función de la temperatura
Temperatura °C
Tiempo de digestión
(Días)
5 110
10 76
15 55
20 40
25 30
Nota: RNE2006
• Alternativamente se determinara el volumen del compartimiento de
lodos considerando un volumen de 70 litros por producto producido para
la temperatura de 15 °C. Para otras temperaturas es te volumen unitario
se deberá multiplicar por un factor de capacidad relativa de acuerdo con
los valores de la siguiente tabla:
Tabla 29
Factor de capacidad relativa en función de la temperatura
Temperatura °C Factor de capacidad relativa
5 2,0
10 1,4
15 1,0
20 0,7
25 0,5
Nota: RNE2006
• La altura máxima de los lodos deberá estar en 0,5 m por debajo
del fondo del sedimentador.
• El fondo del compartimiento tendrá la forma de un tronco de
pirámide, cuyas paredes tendrán una inclinación de 15 a 30 grados; con
respecto a la horizontal.
Artículo 337: Para el diseño de la superficie libre entre las paredes del
digestor y las del sedimentador (zona de espumas) se seguirá los siguientes
criterios:
• El diámetro mínimo de las tuberías de remoción de lodos será de
100 mm (4”).
• La tubería de remoción de lodos debe estar 15 cm por encima de
fondo del tanque.
• Para la remoción hidráulica del lodo se requiere por lo menos una
carga hidráulica de 1,80 m.
Artículo 338: Puesto que no existen partes mecánicas en un tanque
Imhoff, debe prestarse atención a lo siguiente:
Artículo 339: Eliminar diariamente las grasas, natas y sólidos flotantes,
del compartimiento de sedimentación.
Artículo 340: Raspar semanalmente los lados y fondos inclinados del
compartimiento de sedimentación, con un cepillo de goma, para quitar los
sólidos que se hayan adherido y que pueden descomponerse.
Artículo 341: Limpiar semanalmente la ranura del compartimiento de
sedimentación. Puede emplearse un rastrillo de cadena.
Artículo 342: Cambiar el sentido del flujo por lo menos una vez al mes,
cuando así esté previsto en el diseño del tanque.
Artículo 343: Controlar el sobrenadante en la cámara, rompiéndola por
medio de chorros de mangueras a presión, manteniéndola húmeda con aguas
negras del compartimiento de sedimentación y quitándola cuando su espesor
llegue a unos 60 a 90 cm.
Artículo 344: La descarga de lodos debe hacerse antes que su nivel
llegue a estar cerca de 45 cm de distancia de la ranura del compartimiento de
sedimentación. Es mejor descargar pequeñas cantidades con frecuencia, que
grandes cantidades en mucho tiempo. Los lodos deben descargarse a una
velocidad moderada y regular para que no se forme un canal a través de los
lodos, que deje descargar lodos parcialmente digeridos y parte del líquido que
haya sobre los lodos digeridos. La descarga no debe ser total sino que debe
dejarse la cantidad necesaria para el inoculo. Cuando menos una vez al mes,
debe determinarse el nivel a que lleguen los lodos en su compartimiento. Lo
mejor y más recomendable es emplear para ello una bomba.
Artículo 345: Después de cada descarga de lodos, las líneas de
descarga deben escurrirse y llenarse con agua o con aguas negras, para
impedir que los lodos se endurezcan y obturen la tubería.
Prevención de la formación de espumas. Debe hacerse todo lo posible para
impedir la formación de espumas, debido a que a veces es muy difícil corregir
esta situación una vez que se ha presentado. La formación de espumas va
asociada generalmente con una condición de acidez en los lodos y puede
prevenirse en tales casos, o corregirse mediante un tratamiento con cal, para
contrarrestar la acidez de los lodos. Cuando se formen espumas es
recomendable solicitar la colaboración de un ingeniero sanitario experimentado.
Sin embargo, hay unas cuantas medidas sencillas que, en ciertas
circunstancias, remedian o mejoran esta situación.
TÍTULO X
OTRAS UNIDADES Y OPERACIONES
PARA LA SEPARACIÓN DE SÓLIDOS
Capítulo I: Cloración
Artículo 346: Se puede utilizar como un tratamiento único o final por el
que se procesan las aguas residuales con el fin de destruir los
microorganismos indeseables, y controlar los olores.
Artículo 347: Se recomienda por cuestiones de costo usar cloro líquido.
Sin embargo en circunstancias particulares se previo al análisis con cloro
líquido se puede toma compuestos clorados: cal clorada, hipoclorito de calcio,
hipoclorito de sodio y bióxido de cloro.
Artículo 348: En caso de que las exigencias del tratamiento lo
indiquen, se debe contar con el equipo adecuado para clorar el efluente. Para
niveles de alta complejidad los cloradores deben ser de una capacidad
adecuada y tipo automático
Artículo 349: El sistema de cloración dependerá del cuerpo de agua
receptor del efluente y será controlado por el caudal
Artículo 350: La capacidad del clorador variará según el punto de
aplicación del desinfectante
Artículo 351: Para la desinfección, la capacidad debe de ser adecuada
para producir una concentración de cloro en el efluente de la planta medio por un
método estándar, para que sea consistente con los valores especificados para el
cuerpo de agua receptor
Artículo 352: Existirá un equipo de emergencia, con suficiente capacidad
para reemplazar la unidad de mayor tamaño durante paros por averías
Artículo 353: Se debe contar con reemplazos disponibles para aquellas
piezas sujetas a desgastes y rotura para todos los cloradores.
Artículo 354: La dosificación del cloro varía de acuerdo a:
Tabla 30
Dosificación del cloro
Agua residual bruta Dosis (mg/l) Agua residual con
tratamiento preliminar y primario
15-20
Agua residual con tratamiento completo:
1. Filtros biológicos 4-8
2. Lodos activados 8-5
3. Lagunas de estabilización
5-10
El agua residual varía entre 0.3 mg/ a 1,0 ml/l valor medio 0,5 mg/l
Nota: NTM (2006)
Tabla 31
Dosis de cloro para desinfección normal de aguas residuales
Tratamiento Dosis de cloro para diseño, mg/L
Pre-cloración 20 – 25
Agua residual no tratada 6 – 15
Efluente primario 8 – 20
Efluente de filtro percolador 3 – 15
Efluente de lodos activados 2 -8
Efluente de filtro de arena 1 - 6
Nota: NTM (2006)
Artículo 355: El cloro se bebe aplicar en dos etapas en caso de ser
necesario antes del tanque de sedimentación secundaria y después de este.
Artículo 356: El tiempo de contacto en la cámara de cloración no será
mayor a 30minutos con base al caudal medio horario
Artículo 357: Después de la mescla rápida sustancial el tiempo mínimo de
contacto serás de 15 minutos con base al caudal máximo horario o la razón
máxima de bombeo
Artículo 358: Se debe disponer de un suministro abundante de agua para
la operación del clorador, cuando esta presión sea menor a 1,76 kg/cm2 es
requerida una bomba de refuerzo
Artículo 359: Los sistemas de tuberías deben ser tan simples como sea
posible, especiales para servicios de cloro, con un mínimo de juntas.
Artículo 360: Cuando se use cloro seco o en solución liquida o gaseosa
se debe usar tuberías de hierro forjado o acero
Artículo 361: Cuando se trabaje con cloro mojado se usaran tuberías para
baja presión como: las hechas de caucho endurecido, forradas de caucho, de
polietileno, cloruro de polietileno (pvc)
Artículo 362: El tanque de contacto de cloro debe tener tabiques de
direccionamiento del flujo para reducir al mínimo los cortocircuitos
Artículo 363: La cámara de contacto se divide en dos secciones con el
propósito de no suspender la operación cuando una de ellas ente en
mantenimiento
Artículo 364: Los cálculos para la capacidad del clorador se basan en una
concentración mínima de coro residual de dos partes por millón y por lo menos,
tres veces la capacidad normal
Artículo 365: Se bebe tener un manual de operación y mantenimiento que
contemple:
•••• Arranque
•••• Control de dosificación
•••• Monitoreo del cloro residual en el efluente
•••• Operación bajo diferentes condiciones hidráulicas
Artículo 366: Con el fin de asegurar el contacto real del agua residual con
el cloro se debe usar un tanque de cloración con flujo horizontal, para cuyo
cálculo hidráulico se puede proceder como se indica para tanques de mezcla o
floculación.
Artículo 367: El afluente debe tener en su disposición final una cantidad
de 1.5 mg/l de cloro
Capítulo II : Irradiación ultra violeta
Artículo 368: La irradiación ultra violeta es lograda por medio de la
inducción de cambios fotobioquímicos con los micro-organismos.
Artículo 369: Se bebe cumplir como mínimo con: 1) radiación de suficiente
energía para alterar los enlaces químicos y 2) adsorción de tal radiación por el
organismo condiciones para que la reacción fotobioquímica se pueda lograr.
Artículo 370: Se debe diseñar sobre características especificas y
relevantes del agua residual en sitio.
Artículo 371: Se deben realizar ensayos pilotos particularmente si se va a
trabajar con sistemas amansados no convencionales.
Artículo 372: El ingeniero estará en liberta de seleccionar el equipo más
conveniente para el diseño. Se recomiendan los siguientes:
•••• Lámparas de mercurio a baja presión
•••• Sistemas ultravioletas horizontales
•••• Sistemas ultravioletas verticales
•••• Lámparas de mercurio de presión media
•••• Sistemas de alta intensidad de baja presión
Artículo 373: Las lámpara debe estar localizadas de manera tal que el
agua pase atreves de ellas
Artículo 374: Estas unidades deben localizarse en el canal efluente para
eliminar la necesidad de un tanque o canal de contacto
Artículo 375: Las lámparas estarán encerradas en una estructura para
proteger el equipo eléctrico
Tabla 32
Dosis de luces ultravioletas recomendadas
Microorganismos Dosis requeridas para inactivación en un 90%,
mW.S/cm 2
Bacteria aeromonas
hydrophila
1.54
Bacillus anthracis 4.5
Bacillus anthracis spores 54.5
Bacillus subtilus spores 12
Capylobacter jejuni 1.05
Clostridium tetani 12
Capylobacterium dipheriae 3.4
Escherichia coli 1.33
Escherichia coli 3.2
Escherichia coli 3
Klebsiella terrigena 2.61
Legionela pneumophila 2.49
Legionela pneumophila 1
Legionela pneumophila 0.38
Micrococus radiodurans 20.5
Mycrobacterim
tuberculosis
6
Pseudomonas aeruginosa 5.5
Salmonella enteris 4
Salmonella enteretidis 4
Salmonella paratyphi 3.2
Salmonella typhi 2.26
Salmonella typhi 2.1
Salmonella typhi 2.5
Salmonella typhimurium 8
Shigella dysentariae 2.2
Shigella dysentariae 0.885
Shigella dysentariae 2.2
Shigella flexneri 1.7
Shigella paradysenteriae 1.7
Shigella sonnei 3
Staphylococcus aureus 5
Staphylococcus aureus 4.5
Staphylococcus faecalis 4.4
Staphylococcus pyogenes 2.2
Vibrio cholerae 0.651
Vibrio cholerae 3.4
Vibrio comma 6.5
Yersina enterocolitica 1.07
coliphage 3.6
Coliphage MS – 2 18.6
F – specific bacteriophage 6.9
Hepatitis A 7.3
Hepatitis A 3.7
Influenza virus 3.6
Poliovirus 7.5
Poliovirus 1 5
Poliovirus tipo 1 7.7
Ratavirus 11.3
Ratavirus SA - 11 9.86
Nota: NTM (2006)
Artículo 376: Es recomendable dejar una distancia mínima de 2 m entre
las estructura de entrada y salida de las lámparas para lograr un flujo uniforme
Artículo 377: Se debe usar una placa perforada para homogenizar el
flujo, y debe estar a menos 1.5 m frente a la primera lámpara
Artículo 378: La separación entre las lámparas debe ser entre 0.5 y 1 metro
Artículo 379: Entre la última lámpara y el mecanismo de control de nivel de
aguas debe existir una distancia dos a tres veces la distancia entre lámparas
Artículo 380: Se debe tener un alto grado de filtración y coagulación de los
sólidos para lograr eficiencias altas de desinfección
Artículo 381: Las lámparas se deben limpiar con acido diluido para evitar la
acumulación de material insolubles en la superficie de estas y la selección del
acido dependerá de los requerimientos específicos del sitio
Artículo 382: Se incorporara burbujas de aires en la base del canal durante
periodo cortos pero frecuentemente (10 minutos por día), para disminuir la
acumulación de material en la superficie de las lámparas.
Capítulo III: Procesos electroquímicos
Artículo 230: Está basado en la utilización de técnicas electroquímicas,
haciendo pasar una corriente eléctrica a través del agua (que necesariamente
ha de contener un electrolito) y provocando reacciones de oxidación-reducción
tanto en el cátodo como en el ánodo.
Artículo 231: Se utiliza energía eléctrica como vector de
descontaminación ambiental, siendo su coste uno de las principales
desventajas de este proceso. Sin embargo como ventajas cabe destacar la
versatilidad de los equipos, la ausencia tanto de la utilización de reactivos
como de la presencia de lodos y la selectividad, pues controlar el potencial de
electrodo permite seleccionar la reacción electroquímica dominante deseada.
Artículo 232: Las consecuencias de las reacciones que se producen
pueden ser indirectas, como en el caso de la electrocoagulación,
electroflotación o electrofloculación, donde los productos formados por
electrolisis sustituyen a los reactivos químicos, y supone una alternativa con
futuro a la clásica adición de reactivos.
Artículo 233: La aplicación se puede usar a través de una oxidación o
reducción directa.
TITULO XI
ALGUNOS ASPECTOS GENERALES DE LAS INSTALACIONES
Capítulo I: Instalaciones
Artículo 383: El tamaño y complejidad de las estaciones de bombeo
deben ser función del nivel de complejidad del sistema. En consecuencia, el
diseñador debe dimensionarlas de manera consistente con el nivel definido y con
las particularidades y necesidades específicas de cada caso. Las características
adoptadas para la estación de bombeo deben ser plenamente justificadas.
Sala de bomba
Artículo 384: En el dimensionamiento de la sala de bombas deben
atenderse las siguientes recomendaciones:
•••• El tamaño de la sala debe ser suficiente para alojar el conjunto bomba-
motor y los equipos de montaje.
•••• Las dimensiones deben permitir la facilidad de circulación, montaje y
desmontaje de los equipos, y dado el caso, el movimiento de las
unidades de bombeo.
•••• Las dimensiones deben ser compatibles con las del pozo húmedo, con
el fin de asegurar una adecuada distribución de la obra civil, buscando
al mismo tiempo minimizar sus costos.
Medición y Control
Artículo 385: Los dispositivos de control deben medir en todo momento
las condiciones de operación y detectar fallas rápidamente. En los niveles medio
alto y alto, estos dispositivos deben ser automáticos, evitando al máximo las
funciones propias del operador. Como mínimo, deben colocarse los siguientes
dispositivos de control:
• Medidor de caudal afluente.
• Medidores de niveles.
• Interruptor eléctrico accionado por flotador en el pozo húmedo
conectado con el arrancador de la bomba.
• Interruptor eléctrico accionado por flotador en el tanque de descarga
conectado con el arrancador de la bomba.
• Alarmas, en particular en los niveles de complejidad medio alto y alto
• Recomendable telemetría en el nivel de complejidad alto.
Sala de control
Artículo 386: En los niveles de complejidad del sistema medio alto y alto,
los sistemas de medición deben transmitir los datos a la sala de control, en la cual
se ubican los tableros correspondientes. La información registrada en los tableros
corresponde a las mediciones para el control de flujo y las mediciones sobre el
comportamiento hidráulico, mecánico y eléctrico de las bombas y motores.
Así mismo, en la sala de control deben disponerse los interruptores y
mecanismos que permitan poner fuera de servicio cualquier elemento
relacionado con el sistema de bombeo.
El tamaño y complejidad de la sala de control y los sistemas de medición y
control deben ser consecuentes con los niveles de complejidad del sistema.
Accesos y escaleras
Artículo 387: Entre los diferentes pisos deben colocarse escaleras
seguras y apropiadas que permitan la movilización del personal y los equipos
necesarios. En caso de falta de espacio, deben usarse escaleras metálicas con
barandilla, peldaños amplios y piso antideslizante.
Iluminación
Artículo 388: Las estaciones de bombeo y otras debe estar debidamente
iluminada en su interior, ya sea por luz natural o artificial, evitando la utilización de
aparatos que puedan provocar ilusiones ópticas.
Señalización
Artículo 389: La estación debe contar con una señalización visual clara en
toda el área, indicando zonas de peligro de alta tensión, salidas de emergencia,
localización de extintores, áreas de tránsito restringido y demás elementos y
actividades que sea necesario resaltar por su peligro potencial o porque resulten
importantes en la prevención de accidentes.
Ventilación
Artículo 390: Deben tenerse en cuenta las siguientes consideraciones.
• Todas las salas, compartimientos, pozos y otros recintos cerrados por
debajo del nivel del terreno que puedan presentar un aire perjudicial
deben tener ventilación artificial forzada.
• Los controles de ventilación forzada pueden ser accionados
manualmente desde afuera del recinto o automáticamente por medio de
sensores cuando se detecten concentraciones perjudiciales de gases en
el aire.
Protección contra incendios
Artículo 391: Deben colocarse extintores en sitios de fácil acceso donde
puedan ocurrir inicios de incendio.
Equipo de movilización
Artículo 392: La capacidad del equipo deber ser suficiente para mover el
elemento de mayor peso que pueda ser transportado.
Artículo 393: El curso del equipo debe ser analizado para permitir en todo
momento el retiro, movilización y reposición de cualquier elemento de la estación.
Artículo 394: Deben ser provistos los accesos necesarios en la casa de
bombas de manera que permitan el manejo adecuado de los equipos en las
labores de mantenimiento, retiro o reposición de elementos de la estación.
Drenaje de pisos
Artículo 395: Deben ser previstos uno o dos pozos de drenaje, hacia los
cuales se debe conducir el agua de fugas o lavado por medio de una pendiente
muy suave en el piso de la sala de bombas.
Artículo 396: Cuando los pozos de drenaje no puedan ser evacuados por
gravedad, debe disponerse de bombas para tal fin, las cuales pueden ser
accionadas automáticamente por medio de sensores. Esto último es
recomendable para los niveles de complejidad del sistema medio alto y alto.
Aislamiento acústico
Artículo 397: En caso de que puedan ocurrir incomodidades a los vecinos
de la estación por ruido excesivo, debe diseñarse un sistema de aislamiento
acústico de la planta.
Artículo 398: La sala de operación y control debe tener aislamiento
acústico de la sala de bombas, en particular para el nivel de complejidad del
sistema alto.
Capítulo II: Diseños y especificaciones eléctricas, mecánicas,
geotécnicas y estructurales
Artículo 399: Los diseños eléctricos, mecánicos, geotécnicos y
estructurales deben basarse en las disposiciones y reglamentaciones vigentes en
estos aspectos. El diseñador debe tener en cuenta la normatividad
correspondiente en cada uno de los casos y sustentar adecuadamente sus
diseños.
Capítulo III: Aspectos de la puesta en marcha
Inspecciones preliminares
Artículo 400: En la etapa de puesta en marcha deben realizarse las
siguientes inspecciones en los diferentes elementos de la estación de bombeo,
antes de continuar con cualquier prueba: Deben realizarse unas pruebas
preliminares de bombeo en las condiciones normales y críticas de operación, con
el fin de detectar posibles errores y tomar las medidas correctivas antes de dar al
servicio la estación de bombeo.
• Deben verificarse todas las instalaciones eléctricas en sus
conexiones y aislamientos.
• Debe verificarse el correcto funcionamiento de válvulas y
accesorios en su apertura y cierre.
• Debe medirse el tiempo de accionamiento y corregir el mecanismo
correspondiente en caso de encontrar necesidad de grandes esfuerzos
para su operación.
• Debe observarse el correcto funcionamiento de interruptores,
arrancadores, sensores y demás elementos de control, en especial si
estos son de accionamiento automático.
• Debe asegurarse que los ejes de los motores estén perfectamente
alineados.
• Los motores y válvulas deben estar perfectamente lubricados.
Debe verificarse la calidad y cantidad del aceite lubricante.
• En general, debe observarse el aspecto general de la estación en
sus acabados, pintura, protecciones y accesos.
Pruebas preliminares
Artículo 401: Se deben tomar registros de los datos de los cuales se exija
medición y presentar un informe de la prueba, el cual debe contener el resultado
de los ensayos realizados y las condiciones anormales encontradas. En caso de
encontrar anomalías en el funcionamiento o condiciones de operación diferentes
a las previstas en el diseño, deben tomarse las medidas correctivas que sean
necesarias antes de colocar en servicio la planta.
Bombas y motores
Artículo 402: En una primera inspección del comportamiento de las
bombas deben seguirse las siguientes disposiciones:
•••• Para cada bomba individual deben observarse las condiciones de
circulación del agua y la posible vorticidad.
•••• Debe prestarse especial atención a la posible entrada de aire a la
tubería de succión.
•••• En el caso de motores diesel, deben estimarse los tiempos de arranque.
•••• Debe obtenerse el punto de operación de la estación de bombeo,
midiendo el caudal total a la salida de una unidad de bombeo y la altura
dinámica total suministrada.
Dispositivos de control
Artículo 403: Debe asegurarse un normal funcionamiento de los equipos
de medición y control. Debe observarse el comportamiento de manómetros,
sensores, flotadores, indicadores de nivel y demás dispositivos de control.
Aspectos de la operación
Artículo 404: Durante la operación deben seguirse las siguientes
disposiciones:
•••• El accionamiento de bombas debe ser automático, de tal forma que se
apaguen las bombas en caso de que los bajos niveles de agua impidan
el normal funcionamiento del sistema de bombeo y se enciendan
cuando los niveles del pozo de succión indiquen que estén cercanos al
máximo permitido.
•••• Los dispositivos de medición y control deben dar indicaciones visuales y
sonoras de una situación de potencial peligro.
•••• Se deben disponer de elementos y sistemas adecuados para la limpieza
de la estación de bombeo.
•••• Debe disponerse de sistemas de encendido individual para cada unidad
de bombeo.
TITULO XIII
DISPOSICIONES FINALES Y TRANSITORIAS
Artículo 405: Es incumbencia del Ministerio del Poder Popular para el
Ambiente y del Ministerio del Poder Popular para la Salud, establecer estrategias
y planes específicos de manejo y control de calidad de agua para las cuencas
hidrográficas, con el propósito de mejorar la calidad de determinado cuerpo de
agua.
Artículo 406: La clasificación de los cuerpos hídricos receptores para sus
diferentes usos está determinada por las Gacetas N° 5021 “Normas para la
clasificación y el control de la calidad de los cuerpos de agua y vertidos o
efluentes líquidos”, Gaceta N° 5305 “Normas para l a clasificación y el control de
la calidad de las aguas de la cuenca del lago de Valencia”, Gaceta Nº 36.344
“Normas para la clasificación y el control de la calidad de las aguas de la cuenca
del rio Yaracuy” y Gaceta N° 34.626 “Ley programa p ara el saneamiento del lago
de Maracaibo”
Artículo 407: Mientras no sean creados y dotados los órganos previstos en
esta Ley, las funciones administrativas sobre conservación, defensa y
mejoramiento ambiental, las tendrán quienes en la actualidad las ejercen de
conformidad con las respectivas leyes vigentes.
Artículo 408: En caso de modificación de las gacetas 5021, 5305, 36344 o
34626, los valores permisibles de la presente cambiaran, por lo que se deben
realizar modificaciones en las plantas diseñadas siguiendo estos parámetros. El
tiempo reglamentario luego de derrocada la ley será establecido por el estado.
Anexos
Anexo A: Perfil típico de descarga en un vertedero de pared
delgada
Anexo B: Vertedero triangular de pared delgada
Anexo C: Vertedero rectangular de pared delgada sin
contracciones
Anexo D: Vertedero rectangular de pared delgada con
contracciones
Anexo E: Vertedero rectangular de pared gruesa
Anexo F: Diagrama de rejas fijas, donde se indican los valores que
corresponde a la ecuación para el material retenido.
Anexo G: Modelo de rejilla de barras curvas
Anexo H: Modelo de rejillas de barras rectas
Anexo I: Cedazo de disco giratorio
Anexo J: Cedazo de cilindro giratorio
Anexo K: Detalle de la micromalla
Anexo L: Triturador tipo Chicago Pum Co.
Anexo M: Instalación típica de un triturador
Anexo N: Diseño típico de tanque Imhoff
Anexo O: Mezclador rápido con impulsor
Anexo P: Modelos de floculador
Anexo Q: Detalles del floculador mecánico
Anexo R: Flotación por aire disuelto sin recirculación Flotación por aire disuelto sin recirculación
Anexo S: Flotación por aire disuelto con recirculación
Flotación por aire disuelto con recirculación
Anexo T: Flotación por aire disuelto, para
Flotación por aire disuelto, para espesamiento con lodo activado en exceso
espesamiento con lodo activado en exceso
Anexo U:
Anexo U: Tanque de flotación por aireación
Conclusiones
Es necesaria la realización de una propuesta de normas técnicas que
agrupe los parámetros que se deben seguir en el diseño de los sistemas
físico-químico en plantas de tratamiento de aguas residuales, donde se
establezcan; técnicas, métodos de medición, estrategias de prueba, y
sugerencias para a la elaboración de proyectos desde la ingeniería básica,
hasta el arranque y operación de la planta.
A nivel internacional distintos países contemplan normativas, en las que
se establecen los parámetros y características técnicas necesarias para el
diseño de sistemas de tratamiento de aguas residuales.
Es común la realización de sistemas que contengan primeramente, un
sistema de desbaste como tratamiento preliminar, seguido de una unidad de
coagulación-floculación para posteriormente pasar a un sistema de
sedimentación y separación de lodos de desecho.
Con respecto a los diseños actuales existen factores que inciden en la
elección de las unidades, como lo son: tipo de efluente, área disponible,
experiencia del calculista, así como las facilidades que se tenga para
conseguir equipos u otros.
La presente propuesta de Normas Técnicas, les otorgara una guía
practica, a los ingenieros Proyectistas en el momento de proceder al diseño
de los sistemas físico-químicos para plantas de tratamiento de aguas
residuales industriales, proporcionándole de esta forma la información
necesaria que garantiza la elaboración de un diseño acorde con lo con el
efluente a tratar.
Recomendaciones
Se recomienda que la presente propuesta para normas técnicas para el
diseño de sistemas físico-químicos en sistemas de tratamiento de aguas
residual sea revisada y ampliada por estudiantes y profesionales dedicados al
diseño de plantas de tratamiento y que cuenten con los conocimiento sobre las
nuevas tecnología aplicadas en materia de tratamiento.
Divulgar y aplicar las presentes normas propuestas para que se puedan
tener sistemas óptimos.
Someter a revisión la presente propuesta por organismos encargados de
la normalización en el país.
Vigilar el cumplimiento y aplicación de la presente norma, interpretarla
para efectos administrativos, y aplicar sanciones una vez sea promulgada.
Incorporando al sistema de las autoridades sanitarias el contenido técnico y
sanitario de la propuesta.
Realizar una norma para tratamientos biológicos y avanzados para aguas
residuales de origen domestico e industrial, pues este también forma parte del
tratamiento que se les da a las aguas residuales para así de este modo tener
una guía para cada sistema de tratamiento.
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